أوصى الاجتماع

المصدر: eettaiwan

اتجاه التنمية الحالي من الهواتف الذكية، وإدارة أكبر حجم الشاشة، أعلى دقة الشاشة وأسرع معالج على أساس، ولكن زيادة مواصفات الأجهزة، بحيث استهلاك الطاقة هو أيضا أكثر وأكثر إثارة للإعجاب، مع 2K الشاشة، واستهلاك الطاقة هو أكثر من 1.5 مرة 1،080P الشاشة، لا بد أن زيادة كثافة الطاقة من بطارية ليثيوم وتحسين سرعة الشحن والتحمل لتوسيع استخدام الهواتف المحمولة.

لذلك، مصنعي الهواتف النقالة من أجل تحقيق التوازن ظهور الطلب في السوق للهواتف المحمولة رقيقة وخفيفة، تم تصميم قدرة البطارية في 3000 ~ 4،000mAh التيار، وبالتالي تقصير جاءت تقنية شحن سريع في وقت الشحن. في السوق الرئيسي للبرنامج الحالي تهمة سريع ديه كوالكوم (كوالكوم) من الشحن السريع، ميديا تيك (ميديا تيك) من مضخة Express و ممن لهم VOOC وهلم جرا.

الأسواق الرئيسية في المخطط، شحن سريع

كوالكوم لزيادة الجهد الشحن لاختصار الوقت الشحن، من أقرب QC 1.05V / 2A (بحد أقصى 10W السلطة) فرض مواصفات وQC 2.0 تهمة متوافق الحالية 5V / 9V / 12V / 20V أربعة أنواع من الجهد الشحن وأقصى 3A (قوة أقصى 18W )، QC 3.0 إلى 3.6V ~ دعم حيوي ضبط الجهد التشغيل 20V (بحد أقصى 22W السلطة)، / 1A شحن تكنولوجيا أربع مرات أسرع من 5V التقليدية.

وزاد ميديا تيك وكوالكوم الشحن السريع ثابت مماثل التيار والجهد الشحن إلى 5 ~ 20V لتحقيق قدر أكبر من السلطة الشحن، وأحدث مضخة اكسبرس 3.0 المطالبة إلى شحن البطارية 2،500mAh من 0 إلى 70 في غضون 20 دقيقة ، من 5V / 1A شحن تقنية التقليدية خمس مرات أسرع. وممن لهم يبقى 5V تهمة الجهد، وزيادة التهمة الحالية إلى أعلى الطريق 5A إلى الشحن السريع، يمكن أن يتم تعريف 5 دقائق فقط بطارية ذات سعة 3،000mAh اتهمت السلطة 48.

من أجل تقصير الهاتف أو الكمبيوتر المحمول وغيرها من المنتجات 3C، فرض الوقت، إما زيادة الجهد الشحن أو الشحن طبيعة الحالي، المسؤول بسرعة من مختلف التكنولوجيات التي يتم تحسين شاحن الطاقة، وزيادة من 5W المبكر لل22W، وحتى في المستقبل USB قوة الدفع اتفاق تهمة، قوة تصل إلى 100W (20V / 5A)، وتقصير كبير في وقت الشحن، وبالتالي زيادة الطلب على شاحن عالية الطاقة هو متوقع في المستقبل. مع زيادة إمدادات الطاقة، وبطارية يصبح حتما أكبر، أثقل وزنا، وبالتالي فإن صناعة مواصلة استثمار الكثير من الجهد والبحث وتحسين هيكل حزمة أشباه الموصلات.

نيتريد الغاليوم أشباه الموصلات

في الآونة الأخيرة، أصبح MOSFET (MOSFET) إمدادات الطاقة التبديل رئيسي عنصر من الترانزستور تأثير الحقل (FET)، الترانزستور تقاطع ثنائي القطب (BJT)، MOSFET، بوابة معزول الترانزستور ثنائي القطب (وIGBT)، يظهر نيتريد (الجاليوم) يسمح الآن حجم التبديل إمدادات الطاقة بدرجة كبيرة.

على سبيل المثال، نانو أشباه الموصلات الدقيقة (أ Navitas) إطلاق سراح أصغر 65W USB-PD (نوع-C) من تحويل الطاقة إشارة تصميم NVE028A، ويستخدم الترانزستور الجاليوم، مقارنة مع السوق التقليدية القائمة على السيليكون (سي) عنصر قوة حجم محول ، محول Navitas على أساس حجم السلطة 65W IC AllGaN فقط 45cc (2.7 في 3)، الوزن حوالى 60g، صغيرة رقيقة جدا.

عنصر التحول النقطة الحالية إمدادات الطاقة السيليكون نظر، وتحسين نبض تعديل العرض (PWM) تردد التبديل يمكن تخفيض، على الرغم من أن حجم إمدادات الطاقة، ولكن الخسائر تزيد مع زيادة ونقصان من كفاءتها، والتداخل الكهرومغناطيسي (EMI) مطلوب لوضع المزيد المزيد المضادة EMI، وبالتالي فإن صناعة ل65kHz كحل توفيقي.

وعلى الرغم من الجاليوم ديه سرعة التحول، وانخفاض خسارة التوصيل، والاستفادة من الطاقة العالية الكثافة مميزة، ولكن المستخدم مباشرة إلى الدائرة الجاليوم MOSFET وFET، التي غالبا ما لا يؤدون كما هو متوقع، بسبب تصميم يقوم مركز الجاليوم، تحديد بنية الخط وطريقة السيطرة على الدائرة من أجل الاستفادة الكاملة من مزايا الجاليوم. Navitas AllGaN قوة IC، والجاليوم FET، IC الدوائر المنطقية ودارة محرك مصنوع من التكامل ذات الكثافة السكانية العالية، وتبسيط تصميم الدوائر المعقدة، بحيث يمكن بسهولة مصمم تمارس خصائصه والتطبيق.

أشباه الموصلات كربيد السيليكون

بالإضافة إلى الجاليوم، كربيد السيليكون (كذا) هو أكثر نضجا فجوة واسعة النطاق (مجموعة البنك الدولي) مواد أشباه الموصلات، ويلعب دورا هاما في جيل جديد من الطاقة، مقارنة مع أشباه الموصلات السيليكون التقليدية يمكن تطبيقها في ترددات أعلى، والجهد و عند درجة حرارة البيئات القاسية، فإنه قد يحقق ذات الكفاءة العالية وفقدان أدنى مميزة. مع التركيز العالمي على حماية البيئة، وتحسين متطلبات كفاءة المنتجات الالكترونية، بحيث الجاليوم وكربيد تصبح محور بحث حول صناعة أشباه الموصلات العالم.

سي IGBT عادة تعمل ترددات أقل من 20KHZ، محدودة بسبب خصائص المواد، وارتفاع وتيرة عالية الجهد جهاز السلطة السيليكون من الصعب أن تنفذ، ليس فقط بالنسبة للكربيد السيليكون MOSFET اسعة الجهد التشغيل من 600 ~ 10KV، جنبا إلى جنب مع خصائص تحويل ممتازة، ويمكن خفض التحول الخسائر وتحقيق مستوى أعلى من تردد التشغيل، مثل فقدان 20KHZ من كربيد MOSFET يمكن أن يكون أقل من نصف سي IGBT 3kHz، 50A يمكن استخدامها بدلا من كربيد 150A، سي IGBT، كربيد MOSFET يمكن عكسها مع المواصفات تهمة Qrr 5 سي MOSFET، ولم تظهر أي كربيد السيليكون لديها خصائص ممتازة بالمقارنة مع السيليكون التقليدية.

وعلاوة على ذلك، فإن الصمام الثنائي كربيد شوتكي (كذا SBD) الصدد، وجود الخصائص استرداد عكس المرغوب فيه، وعندما يتم تشغيل الصمام الثنائي منحازة العكس من لتحويل جزئي لرابطة الدول المستقلة، كربيد SBD صغير جدا عكس الانتعاش الحالي يمكن أن تعمل في التردد العالي، وأيضا كفاءة أعلى في نفس التردد. وكربيد SBD وجود الخصائص الإيجابية معامل درجة الحرارة، وعندما ترتفع درجة الحرارة عنصر، VF الجهد إلى الأمام أيضا سوف تصبح كبيرة، إذا كانت هذه الخاصية في موازاة ذلك، يمكن تجنب هارب الحرارية (هارب الحراري) تحدث حالة العنصر، وبالتالي لديه أعلى درجات حرارة التشغيل، وارتفاع في درجة الحرارة عنصرا الموثوقية، ويستخدم على نطاق واسع في التحول تصحيح إمدادات الطاقة معامل القدرة (PFC) دائرة، دائرة PFC للعمل في 300kHz أو أكثر، يمكن أن تقلل من حجم العنصر الحث، واستخدام كربيد SBD يمكن الحفاظ على الإنتاجية نفسها .

سي جهاز السلطة في حالة نسبيا ناضجة، الجاليوم وكربيد جهاز السلطة، على الرغم من وجود ميزة من الخصائص، ولكن في عملية التصنيع، الأمر الذي يتطلب تكلفة التطوير لا تزال عالية التكلفة، وبالتالي تطبيق الجاليوم وكربيد جهاز الطاقة لديها لم شعبية حقيقية.

مزايا SMD جسر المعدل

وردا على ذلك، وتطوير محول الطاقة المستقبل، وصغر حجم مجال الشحن السريع، بالإضافة إلى الاعتماد على التطوير المستمر لنيتريد الغاليوم وكربيد السيليكون وأشباه الموصلات، مكونات السلطة السيليكون للتيار، في محطة مدخلات الطاقة من جسر المعدل، مع شاحن ومحول التيار المتردد (AC) مدخلات محطة وظيفة تصحيح كامل الموجة التي الحزمة أكبر تدريجيا حجم المكونات في، وتطوير مجموعة صغيرة SMD الخفيفة والصغيرة.

مثل والتر التكنولوجيا (من ZOWIE) من المعدل جسر 4A Z4GP40MH، ويستخدم SuperChip تكنولوجيا الصمام الثنائي رقاقة التعبئة والتغليف، والحد من سماكة العنصر من قبل 3.5MM KBP التقليدية لحزمة القطعة 1.3MM، يتم تقليل حجم العنصر أيضا إلى 8.1 س 10.5mm ، وحجم هو فقط 17.5 حزمة KBP القطعة، وليس فقط يمكن أن تقلل من حجم عنصر لانقاذ الفضاء، وأيضا في خط مع تطبيقات خاصة محدودة للغاية.

وعقب أشباه الموصلات (ON أشباه الموصلات) تصميم 42W، تكساس إنسترومنتس (TI) من أمثلة تصميم صور Navitas 65W 45W، يمكننا أن نرى حجم محول الكهرباء استمرت الاتجاهات أن يتقلص، واستخدام رقاقة من نوع جسر المعدل (المشار إليها في كتلة الأزرق).

الشكل 1: أشباه الموصلات 42W، 45W TI مع Navitas 65W تصميم شاحن (من اليسار إلى اليمين)

SuperChip باستخدام SMD جسر المعدل تكنولوجيا التعبئة والتغليف الصمام الثنائي رقاقة، إلا أن رقاقة من نوع الصمام الثنائي للبنية الداخلية لمختلف الأسلاك الرابطة من صناعة (سلك الربط) عملية، وذلك باستخدام لحام عملية (اللحيم الرابطة)، FIG. 2 غير متصل وتخطيطيا للهيكل من الصمام الثنائي لالعليا والسفلى يموت ملحوم الأسلاك النحاسية والأسلاك النحاسية لاثنين من المحطات من العناصر الإيجابية والسلبية، والحرارة المتولدة من يموت LED، أن تكون مصنوعة من الخيوط الأسلاك النحاسية إلى المحطة، وقدرته تبديد الحرارة أفضل من هيكل الأسلاك والحد من تطبيقات درجة حرارة عنصر.

الشكل 2: عملية لحام المخطط الهيكلي SuperChip

ويشمل الرقاقة باستخدام SMD جسر المعدل أيضا مفتاح، تقاطع الصمام الثنائي PN في سترة الزجاج عكس للحد من تيار التسرب، والزجاج قسم سترة (GPRC) تقنيات PN تقاطع الصمام الثنائي المقوم سترة كاملة، بعد استنزاف درجة حرارة عالية الخصائص الحالية منخفضة.

FIG 3: GPRC وصناعة الحبوب التخطيطي GPP

(4) وارتفاع في درجة الحرارة الخصائص الحالية تسرب العكسي هو مبين في الشكل، من الحلبة ديك GPRC رقاقة قياس درجة الحرارة درجة حرارة 150 درجة.] C إلى نحو 50uA التسرب الحالي، والتسرب الحالي هو ارتفاع في درجة الحرارة نسبيا في 125 GPP بنحو منخفضة 100uA، والمنتج رقاقة لديها أعلى درجة حرارة التشغيل تي جيه (تي جيه = 175 ماكس)، وأفضل موثوقية المنتج.

FIG 4: منحنيات GPRC رقاقة VR-IR

خاتمة

في الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة السعي من الضوء وجميلة في نفس الوقت، يجب أن تأخذ أيضا في الاعتبار عمر البطارية، وهناك جيل جديد من تحقيق تقدم كبير في تكنولوجيا البطاريات من قبل، وكان اتجاه السوق نحو تطوير صغر حجم محول الطاقة الحالية والميدان شاحن سريع لاختصار الوقت الشحن لتلبية عادات المستهلكين.

من حيث الشحن السريع، الشحن السريع مصنعي الهواتف النقالة للتعاون مع كل معسكر الاستمرار في تطوير جيل بعد جيل من أسرع الشحن البروتوكولات وتقنيات الأجهزة، وهواتف جديدة تحول مع الملحقات شحن سريع الأصلية، زيادة كبيرة في اختراق تهمة سريع، المستقبل المتوقع USB موحدة قوة الدفع شحن مواصفات بروتوكول، جنبا إلى جنب مع هذه خصائص ممتازة من كربيد السيليكون، تظهر نيتريد الغاليوم وقوة المكونات، واستمرار تطوير مقومات الجسر رقاقة من نوع صغيرة الحجم، ومن المتوقع محول الطاقة لجعل التهمة والتكنولوجيا سريع إلى مزيد من أقوى وأسرع الشحن، أصغر حجما وأقل تكلفة الخطوة.