电荷泵的走入大众视野

MWC2017大会上,魅族发布了55W、10V5A的super mCharge,让电荷泵快充第一次走进大部分手机消费者的视线。

同样是用于降压,电荷泵(charge pump),也就是开关电容充电,相比buck电路具有明显优势。55W的super mCharge首发时号称效率98%,这和前文提到的buck电路的90%效率相比,是一个极大的提升。而目前市面上常见的电荷泵IC,德州仪器的BQ25970,8A输出下也有97%的高效率;高通855套片SMB1390,6A下有97%效率……(以上都是芯片的理论效率,实际中还会有外围电路的额外损耗)

说完电荷泵的效率优势,还是回到高低电压方案的取舍。

手机上充电端电路的电荷泵目前常用1/2降压升流电路,而电池本身是4.4V左右,如果充电器端输入10V电压,通过一级电荷泵电路恰好降压到5V,为电池充电正合适;而如果采用二级降压电路,双电荷泵设计,厂商甚至可以使用20V高压方案进行充电。

也就是说,当年众人视为鸡肋的高压方案,在电荷泵技术的加持下,又焕发了新的活力。

于是,原来的高压低压之分已不再重要,厂商开始纷纷往"高压大电流"和"高压更大电流"的方向上前进。而原本的buck电路快充方案,则由于相对于电荷泵的成本优势,依然有着一席之地,我们也能看到中低端机承接了这种设计方案。

除了电荷泵降压的方式,还有OPPO采用的双电芯串联方案,电池整体电压对外承压翻倍,同样达到了每块电池降压的作用。而OPPO使用电荷泵是用于将串联双电芯的电压再降回5V,为手机供电,效率更高。

即使其他部分完全不改,基于电荷泵技术的40w快充也只有1.2W的热功耗,再看看前面提及的buck电路,18w就有1.8W功耗,电荷泵的效率优势十分显著。如果你愿意多花钱,还可以通过双电荷泵进一步降低损耗,使快充持续更久,这就是所谓的"双引擎"快充了。

电荷泵,称得上19年充电领域的功臣。而2020年,这只"旧时王谢堂前燕",也要"飞入寻常百姓家"了。

接下来的手机快充竞争,多半就是朝着多电芯多充电IC的方向继续发展了,而通过材化进步,高倍率电池也会进一步加强。

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