智能手機(jī)這個(gè)產(chǎn)品形態(tài)的流行，除了帶動(dòng)手機(jī)產(chǎn)業(yè)的崛起，還促進(jìn)了相關(guān)半導(dǎo)體供應(yīng)商的繁榮，來自德國的Dialog就是其中的一個(gè)代表。
成立于1981年的Dialog半導(dǎo)體是一個(gè)高度混合信號的IC供應(yīng)商。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，公司已針對智能手機(jī)、移動(dòng)計(jì)算、可穿戴設(shè)備、IoT和智能家居市場推出了不少的半導(dǎo)體產(chǎn)品，其中就包括了今天要談的電源類產(chǎn)品。
根據(jù)Dialog半導(dǎo)體CEO Jalal Bagherli博士介紹，Dialog公司的智能手機(jī)PMIC市場份額為20%，在全球位居首位；在近些年興起的快充市場，Dialog約占領(lǐng)了智能手機(jī)快充適配器市場70%的份額，同樣位居全球第一。另外，Dialog還有領(lǐng)先的RF無線充電和GaN技術(shù)，這些都是保證Dialog未來能夠迎合電源芯片發(fā)展需求的布局。近日推出的幾款芯片就是最好的體現(xiàn)。
大幅降低適配器元件數(shù)量的USB-PD快充
現(xiàn)在的智能手機(jī)處理器越來越強(qiáng)，屏幕也越來越大，自不然帶來了更大的電源消耗。但電池技術(shù)的停步不前，就讓將手機(jī)越做越薄的開發(fā)者頭疼。作為更上游的半導(dǎo)體供應(yīng)商，就想出了快速充電這種折中的辦法，具體就是通過低壓高電流或者高壓低電流的方式實(shí)現(xiàn)。而在協(xié)議方面則涌現(xiàn)出包括高通Quick Charge、聯(lián)發(fā)科的Pump Express和USB-PD等個(gè)陣型。以上產(chǎn)品Dialog都有涉及。
據(jù)介紹，全球第一款搭載高通和聯(lián)發(fā)科的上市產(chǎn)品，用的就是Dialog的芯片；他們也還是第一款為華為提供FPC專有快速充電技術(shù)的企業(yè)；首款USB-PD狀態(tài)機(jī)解決方案也是由Dialog提供。從Dialog的公開資料我們得知，光是2016年，Dialog的快速充電芯片組出貨量超過2.5億個(gè)。特別是最后一種快充方案，因?yàn)閁SB Type C的逐漸流行，這類產(chǎn)品會成為未來的重要一個(gè)選擇：
一方面是因?yàn)門ype C擁有22個(gè)引腳，相比于上一代的產(chǎn)品的4個(gè)引腳，極大擴(kuò)展了其功能；更高的額定電流，使其充電功率可以做到100W；正反插提升了實(shí)用體驗(yàn)，這些優(yōu)點(diǎn)讓其適用于移動(dòng)、計(jì)算和電視的應(yīng)用，也得到了主要消費(fèi)OEM廠商的支持。Dialog也順勢推出了新型USB PD接口芯片 iW656。
Dialog方面表示，這是首款針對便攜式電源適配器優(yōu)化的USB PD，取消了不適用于電源的功能，這款產(chǎn)品還獲得了PD2.0認(rèn)證，最重要的是這款I(lǐng)C實(shí)現(xiàn)了更低的成本，這讓它成為了廠商未來的選擇。
iW656旨在支持更小、更緊湊的設(shè)計(jì)，大幅減少了所需元件的數(shù)量，并兼具基于狀態(tài)機(jī)的IC成本更低和簡單等固有特點(diǎn)。與先前的USB充電技術(shù)相比，USB-PD可支持更高功率要求，并實(shí)現(xiàn)對兼容設(shè)備的更快充電速度。
相信這款基于狀態(tài)機(jī)的新款控制器專為滿足消費(fèi)者對便攜式電源適配器的需要而設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)上基于微控制器單元（MCU）的解決方案更簡單的適配器設(shè)計(jì)。
值得一提的是，Dialog在其芯片上搭配了專有的SmartDefender技術(shù)，能夠在快充出現(xiàn)故障時(shí)降低其功率。
效率高達(dá)98%的自適應(yīng)直充方案
除了在適配器端推出相應(yīng)的快充IC外，終端的相應(yīng)快充方案也是Dialog專注的一個(gè)方面。在這個(gè)領(lǐng)域，快充的充電效率從一開始的主充電器89%發(fā)展到并行充電器的92%，現(xiàn)在Dialog更是領(lǐng)先全球，推出了電流高達(dá)10A的端對端高壓直充解決方案DA9318，更重要的是這款具備業(yè)內(nèi)最佳的安全性和性能的方案竟有98%的充電效率，將系統(tǒng)功率損耗和發(fā)熱降到最低，使緊湊型消費(fèi)類應(yīng)用更加安全。
據(jù)Dialog介紹，這個(gè)方案擁有無電感電池的特性，支持的電壓范圍是5.5V到1.55V其中DA9328L支持10A電流，44W功率的充電，而DA9318L則支持8A電流，35W功率的充電。
該項(xiàng)創(chuàng)新是業(yè)內(nèi)首創(chuàng)，且非常適用于解決目前智能設(shè)備電池容量增加帶來的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。目前，智能手機(jī)電池為了提供更長續(xù)航時(shí)間以支持更大的計(jì)算能力，其容量已接近4,000 mAh，制造商都在不斷尋找能提供高效、安全、發(fā)熱少的先進(jìn)充電解決方案。DA9318系列包含全面的安全和保護(hù)特性，以確保從便攜式電源適配器到智能手機(jī)電池的端到端系統(tǒng)安全。
另外，與現(xiàn)有的使用低電壓并讓充電電流直接通過電纜的拓?fù)洳煌?，DA9318系列的設(shè)計(jì)允許采用標(biāo)準(zhǔn)3A USB線纜來實(shí)現(xiàn)6A充電電流，這不僅讓功率加倍，還大幅降低快速充電應(yīng)用的成本達(dá)35%。據(jù)介紹，該器件與Dialog的iW656 USB-PD電源適配器接口IC相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)突破性效率和顯著節(jié)省成本的完整墻到電池快速充電解決方案。
距離達(dá)4.5米的RF無線充電
雖然快充從某個(gè)角度看，解決了電池小和耗電快的矛盾，但是始終有著線纜的困擾，況且隨身還需要攜帶充電器和線纜，到處尋找插座或者隨身攜帶充電寶也會困擾著消費(fèi)者，于是能夠隨處布置，不需要線纜、適配器和插座的無線充電又稱為了廠商關(guān)注的熱點(diǎn)。從WPC、A4WP到RF無線充電，業(yè)界在探討不同的解決方案。
Dialog表示，相比于前兩者，他們正在推動(dòng)的RF無線充電擁有更多的優(yōu)勢，最亮眼的就是高達(dá)4.5米的無線充電距離。
據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)觀察了解得知，Dialog的這項(xiàng)名為WattUp的RF無線技術(shù)是由他們與所投資的一個(gè)叫做Energous的公司聯(lián)合開發(fā)。Energous公司于2012年10月30日成立，聚焦開發(fā)可以應(yīng)用在遠(yuǎn)距離使用的無線充電或電子設(shè)備供電技術(shù)。按照Energous方面的說法，該公司的技術(shù)是一種新的方法，因?yàn)樗缮漕l（RF pocket）傳輸，能夠支持多個(gè)接收器測試版接收能量。Dialog在2016年對其投資了1000萬美元，旨在共同開發(fā)無線充電技術(shù)。
Dialog相關(guān)人士告訴記者，由于WattUp無線充電是基于RF的技術(shù)，因此能夠輕易實(shí)現(xiàn)真正的遠(yuǎn)距離空間自由度的多設(shè)備充電。其中中場充電距離科大0.9米。遠(yuǎn)場更是高達(dá)4.5米。
另外，這個(gè)無線充電方案用更低成本的PCB天線取代了昂貴的線圈，不但能節(jié)省成本，還能實(shí)現(xiàn)更小更博的設(shè)計(jì)，能夠?qū)⑵浣邮斩思傻礁〉钠骷腥ィ瑪U(kuò)大了應(yīng)用范圍。
至于這樣一個(gè)方案是如何準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離無線充電的，Dialog表示，WattUp應(yīng)用的是波束成形技術(shù)，它的做法就是對多臺設(shè)備一個(gè)一個(gè)順著來連接，這樣的話數(shù)量就沒有限制了，實(shí)際上就是把這些要充的設(shè)備連成個(gè)圈。這個(gè)方案的特別之處就是在近場無線充電，把你要充電的設(shè)備放在發(fā)射器旁，就能實(shí)現(xiàn)和傳統(tǒng)的感應(yīng)式或基于諧振線圈無線充電一樣的輸出功率；如果把設(shè)備放遠(yuǎn)一點(diǎn)的話，就能進(jìn)行絹流充電，從瓦特級到毫瓦級。
假設(shè)在一米遠(yuǎn)的時(shí)候，方案可以傳輸0.5瓦的功率。盡管涓流充電的時(shí)候只有0.5瓦，但比如你桌子上的多臺設(shè)備可以同時(shí)進(jìn)行無線充電，發(fā)射端也無處不在的時(shí)候，能夠遠(yuǎn)距離實(shí)現(xiàn)的就是很完美的方案。
有人會問，這些使用RF的方案會否對現(xiàn)有的WIFI造成干擾。Dialog的回應(yīng)是，Energous的技術(shù)是5.8GHz，比WiFi頻段要高一點(diǎn)，這就保證了方案絕對不會對WIFI造成干擾。
能同時(shí)在現(xiàn)有和未來的技術(shù)做好了那么豐富的布局，相信你清楚Dialog是怎樣做到了那么多個(gè)第一了吧。（文/李壽鵬）
今天是《半導(dǎo)體行業(yè)觀察》為您分享的第1327期內(nèi)容，歡迎關(guān)注。
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