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Type-C口統(tǒng)一在即,多節(jié)鋰電池充放電管理難題何解?

發(fā)布人:拓爾微電子 時間:2023-06-05 來源:工程師 發(fā)布文章

在USB PD3.0時代,100W的充電功率已經(jīng)能夠滿足絕大多數(shù)便攜設備的充電需求,如智能手機、平板電腦、筆記本電腦等。最新的USB PD3.1快充標準,充電功率從原有的100W提升至240W,并支持最大48V的電壓輸出,將快充場景進一步延伸到物聯(lián)網(wǎng)設備、智能家居、通信和安防設備、汽車和醫(yī)療等領域。  

從字面意思來看,常見的便攜式電子設備如吸塵器、電動工具、音箱等,未來將不再需要使用專用的適配器充電,一套Type-C口快充即可適配日常充電設備,這不僅會給我們的工作和生活帶來巨大便利,也將大大減少電子垃圾,意義非凡。

TMI5810助力突破多節(jié)鋰電池充放電管理難關 

但是,由于常見的便攜式電子設備都采用鋰電池供電,而不同設備的電源電壓不盡相同,即內(nèi)部采用的鋰電池串數(shù)不同。Type-C口要實現(xiàn)統(tǒng)一,為不同鋰電池串數(shù)的電子設備進行充電,除了要求這些電子設備配置協(xié)議芯片外,還需要實現(xiàn)對不同設備鋰電池組的充放電管理。而多節(jié)鋰電池充放電管理一直是一個棘手的問題,也是Type-C口統(tǒng)一必須解決的難題。為此,拓爾微自主研發(fā)設計了一款雙向充放電的高效同步升降壓電源管理芯片——TMI5810,搭配協(xié)議芯片即可實現(xiàn)常見便攜電子設備的Type-C快充需求,為Type-C端口快充統(tǒng)一充電場景補上關鍵一幀。

TMI5810應用在雙Type-c 支持雙向充放電應用方案

產(chǎn)品特點

· 高效率,外置4開關 升降壓(Buck-Boost)架構

· 雙向充放電功能,充電支持1至6節(jié)鋰電池

· 支持“輸入至輸出”分別電阻設置限流值(CC模式)

· 超寬輸入電壓:2.8V ~ 32V (36V耐壓)

· 超寬反向輸出電壓:2V ~ 30V

· 輸入/輸出限流值可支持PWM動態(tài)調(diào)節(jié)

· 開關頻率可調(diào):200kHz至600kHz

· QFN-32(4mm*4mm)封裝

TMI5810支持雙向充放電,通過DIR管腳即可輕松控制充放電過程——· 當 DIR 輸入為低電平時,TMI5810工作于充電模式,由適配器接口(VBUS 端)向電池(VBAT 端)充電;· 當 DIR 輸入為高電平時,TMI5810工作于放電模式,由電池(VBAT端)向適配器接口(VBUS 端)放電。

TMI5810雙向充放電電路原理圖

其內(nèi)部原理在于,TMI5810外置4開關的升降壓(Buck-Boost)架構,確保系統(tǒng)在Buck,Boost,Buck-Boost多工作模式下實現(xiàn)電路平滑穩(wěn)定過渡。且充電支持1~6節(jié)鋰電池,寬電壓2.8~32V(36V耐壓)輸入和2~30V反向輸出,可滿足大多數(shù)便攜式電子產(chǎn)品的電壓輸入及12V/24V的車載充電器的供電應用,實現(xiàn)對多節(jié)鋰電池組的充放電控制。

TMI5810對多節(jié)鋰電池的充放電管理

Type-C端口快充已經(jīng)統(tǒng)一了手機、筆記本、智能穿戴等大部分消費類電子產(chǎn)品,為我們的生活和工作帶來了極大的便利。歐盟宣布2024年統(tǒng)一使用Type-C口,預計在實現(xiàn)充電口統(tǒng)一后,不僅能為消費者節(jié)約2.5億歐元/年的開銷,還能減少1.1萬噸的電子垃圾。


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