شارژ سریع تلفن همراه در سال‌های اخیر به سرعت توسعه یافته است، به خصوص پنج برند اصلی تلفن همراه داخلی که از نظر قدرت و سرعت شارژ از اپل و سامسونگ پیشی گرفته‌اند و باعث شده‌اند تولیدکنندگان تراشه شارژ سریع به طور مداوم در فناوری و محصولات خود تجدید نظر کرده و محصولات جدیدی را معرفی کنند.  
تگزاس اینسترومنتس، غول بین‌المللی در تراشه‌های آنالوگ، همواره در بازار مدیریت انرژی یک الیگارشی و معیاری برای تقلید در صنعت بوده است. همچنین در بازار شارژ سریع تلفن همراه نیز از جایگاه کاملی برخوردار است. با این حال، در سال‌های اخیر، با بهبود چشمگیر قابلیت‌های فنی و تحقیق و توسعه تولیدکنندگان داخلی تراشه شارژ، و تحت تأثیر محیط بین‌المللی و حمایت سیاست‌های ملی، آنها به توسعه قابل توجهی دست یافته‌اند. برخی از شرکت‌های نوظهور نیمه‌هادی داخلی مانند نانشین، زیدی میکرو و غیره، عملکرد بسیار خیره‌کننده‌ای در بازار شارژ سریع تلفن همراه دارند.  
شارژ سریع به یک ویژگی اساسی در تلفن‌های همراه میان‌رده تا بالارده تبدیل شده است و همچنین بخش بزرگی از هزینه تلفن‌های همراه را تشکیل می‌دهد. این یک پروژه سیستمی با یک پیوند طولانی است که شامل سرهای شارژ، رابط‌ها، کابل‌های شارژ، تراشه‌های شارژ سریع، کانکتورهای باتری، سلول‌ها و سایر مسیرهای برق و همچنین یک پروتکل ارتباطی به نام روح شارژ سریع می‌شود. هر بخش از پیوند برق باید به راندمان و توان بالا دست یابد تا شارژ سریع امکان‌پذیر شود و هیچ کاستی نباید وجود داشته باشد.  
این مقاله مقدمه‌ای بر ماژول عملکرد تراشه فول-لینک مربوط به راهکار شارژ سریع تلفن همراه، شامل سرهای شارژ، تراشه‌های شارژ سریع تلفن همراه، راهکارهای پروتکل و غیره، ارائه می‌دهد.  
       

سر شارژ

سر شارژ، تأمین‌کننده انرژی کل فرآیند شارژ سریع است. این سر شارژ با جهشی چشمگیر از ۲.۵ وات اولیه تا ۲۰۰ وات فعلی که بالاترین مقدار است، توسعه یافته است. و با پشتیبانی از جدیدترین مواد GAN، می‌توان راندمان را بالاتر و حجم را کوچک‌تر کرد.  
شکل زیر نمودار بلوکی یک راهکار AC/DC را نشان می‌دهد که عمدتاً از سه ماژول کنترل تشکیل شده است: سمت اولیه، سمت ثانویه و پروتکل، و همچنین ترانسفورماتورها، دستگاه‌های بازخورد ایزولاسیون و غیره. با توجه به سطوح مختلف توان، انتخاب‌های مربوطه برای برآورده کردن نیازهای مختلف توان و مشتری انجام می‌شود.  
   
AC/DC عمدتاً از معماری کلاسیک فلای‌بک استفاده می‌کند. در توان‌های بالا، از سوئیچینگ نرم، قطعات گالیوم نیترید و PFC و سایر فناوری‌ها برای بهبود بیشتر راندمان و در نتیجه افزایش توان استفاده خواهد شد.
Some of the miniaturized lipstick charging heads, biscuit charging heads, etc. we have seen use a large number of new materials and technologies such as gallium nitride MOS and flat-panel transformers.  
در بازار هدهای شارژ، قبلاً برندهای خارجی و تایوانی تسلط داشتند. برندهای خارجی مانند ON، PI، Dialog (iwatt) که عمدتاً صفحات اصلی و فرعی را می‌سازند و Infineon (Cypress) که عمدتاً قراردادها را مدیریت می‌کند؛ برندهای تایوانی مانند Tongjia و Angbao که می‌توانند راه‌حل‌های کاملی ارائه دهند و غیره.  
در سال‌های اخیر، تولیدکنندگان داخلی محلی به پیشرفت‌های سریعی در زمینه AC/DC دست یافته‌اند، مانند SiLijie، Jiehuat، Xinpengwei، Shilanwei و غیره که عمدتاً در زمینه قطعات اولیه و ثانویه فعالیت دارند؛ Yingjixin، Zhilong، Huinengtai و غیره عمدتاً در زمینه قراردادهای پیمانکاری فعالیت دارند؛ و Shanghai Nanxin که راه‌حل‌های کاملی ارائه می‌دهد، به ویژه اشاره می‌کند که Nanxin همچنین یک راه‌حل کامل نسل سوم درایو مستقیم گالیوم نیترید دارد.  
       

تراشه شارژ سریع در تلفن همراه

راهکار شارژ سریع در تلفن همراه، حلقه اصلی در کل حلقه شارژ است. وظیفه اصلی آن تبدیل کارآمد انرژی ارسالی از سر شارژر، شارژ آن به روشی است که سلول باتری بتواند آن را بپذیرد و همچنین انجام مجموعه‌ای از عملکردهای تشخیص و محافظت است.  
Efficiency has always been the biggest bottleneck restricting fast charging of mobile phones. Because mobile phones have very little space and user experience must be considered, heating is a very headache.  
  تاکنون، معماری شارژ در تلفن‌های همراه سه نسل توسعه را پشت سر گذاشته است:    
 

• شارژ خطی
• شارژ سوئیچ
• charge pump charging

شارژ خطی به طور کامل در گوشی‌های هوشمند حذف شده است و فقط گوشی‌های ساده و بسیار ارزان‌قیمت هنوز مورد استفاده قرار می‌گیرند.  
شارژ سوئیچینگ در حال حاضر جریان اصلی تلفن‌های همراه است. راندمان آن عموماً بین ۸۸٪ تا ۹۲٪ و سطح توان شارژ حدود ۱۸ وات است. به عنوان مثال، BQ2560x شرکت TI یک شارژر اصلی جهانی است که می‌تواند پیش شارژر، مرحله جریان ثابت تا ۱۸ وات و فرآیند شارژ کامل شارژر نهایی را تکمیل کند.  
در تلفن‌های همراه، شارژر اصلی معمولاً در PMI پلتفرم ادغام شده است. برخی از تولیدکنندگان یک تراشه شارژ سوئیچ اضافی برای دفع گرما و دستیابی به تجربه کاربری بهتر اضافه می‌کنند.  
برخی راهکارهای ویژه می‌توانند به راندمان بالاتری دست یابند، مانند MP2762 از شرکت MPS و BQ25790 از شرکت TI و همچنین SC8982 از شرکت Nanxin که یک راهکار شارژ افزاینده و کاهنده برای باتری‌های دو رشته‌ای است که می‌تواند به راندمانی تا حدود ۹۵٪ دست یابد.  
Switch charging is a second-generation charging solution, but it still has strong technical difficulties. There are not many domestic manufacturers that can do it well. Currently, mobile phone platforms and TI are the absolute main players. The domestic manufacturers are mainly Silicon Power, Shengbang Micro, and Nanxin.  
شارژ با پمپ شارژ در حال حاضر تنها راه حل برای شارژ سریع تلفن‌های همراه میان رده تا بالا است. این روش راندمان فوق‌العاده بالایی، عموماً حدود ۹۷٪، دارد و به عنوان یک راه حل شارژ کمکی برای فرآیند شارژ جریان ثابت استفاده می‌شود.  
نام علمی پمپ شارژ «شارژ مستقیم با ولتاژ بالا» است. وقتی صحبت از شارژ مستقیم می‌شود، باید به فناوری «شارژ مستقیم با ولتاژ پایین» اوپو، پیشگام در حوزه منبع تغذیه خانگی، اشاره کنیم. «شارژ مستقیم با ولتاژ بالا» مبتنی بر این فناوری است.  
شارژرهای پمپ شارژ معمولاً بر اساس نسبت‌های ولتاژ، مانند نسبت‌های کلاسیک ۲:۱، توان بالا ۴:۲، ۴:۱، ولتاژ فوق‌العاده بالا ۶:۲ و غیره، کار می‌کنند.  
محصولات ۲:۱ عمدتاً در سطوح توان شارژ متوسط ​​۳۰ تا ۵۰ وات استفاده می‌شوند؛ ۴:۲ عمدتاً در راه‌حل‌های باتری دو رشته‌ای با توان بالا استفاده می‌شوند؛ و جدیدترین معماری ۴:۱ در معماری باتری ۱S با توان بالا استفاده می‌شود که از توسعه سریع نرخ شارژ باتری نیز بهره‌مند می‌شود.  
Since the earliest ON, Dialog, and TI launched charge pump products, domestic mobile phone manufacturers immediately smelled a huge change. At the same time, many domestic chip manufacturers are also actively following up, and even achieved a certain degree of transcendence in a short period of time.  
اولین پمپ شارژ تولید انبوه نیمه‌هادی داخلی، یک تراشه پمپ شارژ ۴:۲ از شرکت Xidi Micro است که برای تبدیل ولتاژ ساده استفاده می‌شود؛ اما اولین تولیدکننده تراشه شارژر پمپ شارژ تولید انبوه، SC8551 شرکت Shanghai Nanxin است که با BQ25970 کلاسیک صنعتی سازگار است.  
علاوه بر پلتفرم‌ها، چندین تولیدکننده، محصولات متنوعی در زمینه پمپ شارژ عرضه کرده‌اند.برندهای خارجی مانند:  
 

• TI: شارژر 2:1، 4:2
• شیر: شارژر ۲:۱؛ مبدل ۴:۲؛ مبدل ۶:۲ (به‌تازگی توسط Cirrus logic خریداری شده است)
• حداکثر: مبدل ۲:۱

  Domestic brands include:    
 

• نانکسین: شارژر ۲:۱ (۳۰ وات/۴۰ وات)؛ شارژر ۲:۱ با پروتکل؛ مبدل ۲:۱؛ مبدل ۴:۲؛ شارژر ۴:۲؛ شارژر ۴:۱؛ مبدل ۶:۲؛
• Xidiwei: 2:1 charger; 4:2 converter
• سیلیکون لیجی: شارژر ۲:۱؛ شارژر ۴:۲
• چیپ‌مکس: شارژر ۲:۱؛ (قبلاً سیلیکون میتوس، که امسال توسط سرمایه دولتی خریداری شد)
• سنت بونو: شارژر ۲:۱؛

شارژر پمپ شارژ مستقیماً شارژ پرقدرتی را برای باتری فراهم می‌کند، بنابراین الزامات ایمنی بسیار بالا است. تولیدکنندگان برند تلفن همراه در مورد معرفی آن بسیار محتاط هستند. در حال حاضر، علاوه بر پلتفرم‌ها و TI، تولیدکنندگان داخلی فقط تعداد زیادی از محصولات ارسال شده توسط Nanxin را دارند. در برخی از گزارش‌های جداسازی قطعات اخیر، می‌توان مشاهده کرد که بسیاری از محصولات جدید پمپ شارژ Nanxin در چندین برند تلفن همراه استفاده می‌شوند. با توجه به خاص بودن این محصول، تولیدکنندگان پیشرو همچنان قوی خواهند ماند و احتمال ورود تازه واردان بسیار کم است.  
The picture below is a block diagram of the fast charging solution in a mobile phone, which also includes the charging protocol chip solution.  
   
       

پروتکل شارژ

این پروتکل، روح شارژ سریع است. در طول کل فرآیند شارژ سریع، سیستم تلفن همراه و سر شارژ باید به صورت بلادرنگ با هم ارتباط برقرار کنند و ولتاژ/جریان باید به طور دقیق تنظیم و به صورت بلادرنگ رصد شود تا فرآیند شارژ سریع پمپ شارژ محقق شود.  
  At present, each major mobile phone brand has its own private agreement, such as:  

• پروتکل خصوصی شیائومی مبتنی بر CC؛
• هواوی/آنر SCP؛
• OPPO的VOOC
• شارژر فلش ویوو؛
• Transsion’s I2C private protocol, etc.

  Mobile platforms also have their own protocol solutions, such as:  

• Qualcomm’s QC series
• MTK的PE

  البته، اتحادهای توافقی تخصصی نیز وجود دارند، مانند:  

• PD از US USB-IF؛
• UFCS لیگ سبز داخلی.

Most of the protocol chips in mobile phones are implemented through platforms or MCUs. There are also some special occasions that require customization, such as Yingjixin, Weiquan's QC protocol chip, Richtek's PD phy, etc.  
توافق‌نامه‌ی قابلیت همکاری خود چین - UFCS، که عموماً نسبت به آینده خوش‌بین است، برنامه‌هایی برای پشتیبانی توسط تولیدکنندگان بزرگ دارد. علاوه بر چندین تولیدکننده، سیلیکون پاور، نانسین، راک‌چیپ، آنگبائو، چیپنگ میکرو و غیره نیز در این اتحاد حضور دارند و به طور فعال در تدوین توافق‌نامه‌ی UFCS و توسعه‌ی تراشه‌ها مشارکت می‌کنند. از منظر بلندمدت، پروتکل‌های مختلف در این پلتفرم یکپارچه و ادغام خواهند شد.  
تراشه پروتکل باید در تلفن همراه و سر شارژ وجود داشته باشد. برای تراشه پروتکل داخل تلفن همراه، لطفاً به نمودار بلوکی در فصل قبل مراجعه کنید. در زیر نمودار کاربردی اولیه تراشه پروتکل در سر شارژ آمده است.  
   
       

رابط‌ها و کابل‌ها

نه تنها ماژول‌های مختلف تراشه روی لینک شارژ باید بر اساس الزامات شارژ سریع ارتقا یابند، بلکه رابط‌ها و کابل‌ها نیز برای کاهش امپدانس و تولید گرما نیاز به مراقبت ویژه دارند.
شارژ سریع سطح پایه معمولاً به عنوان 30 وات (یا 22.5 وات) تعریف می‌شود زیرا هزینه آن کمترین است. این سطح توان تا حد زیادی بر اساس قابلیت جریان 3 آمپر کابل‌های استاندارد تعریف می‌شود.  
رابط‌های شارژ تلفن‌های همراه اساساً در پورت‌های C یکپارچه شده‌اند و کابل‌ها عمدتاً به دو دسته تقسیم می‌شوند: A به C و C به C. کابل‌هایی با ظرفیت جریان بیش از 6A به تجهیزات استاندارد برای شارژ پرقدرت تلفن‌های همراه تبدیل شده‌اند، اما برای شناسایی ظرفیت جریان، علامت‌های الکترونیکی در داخل کابل‌ها لازم است. مردم زحمتکش و شجاع چینی ما حتی یک کابل پورت A به C با یک پین CC اضافی اختراع کردند و به راه‌حل شارژ سریع که از قبل رنگارنگ بود، تنوع بخشیدند.  
       

نتیجه

تصویر زیر یک نمودار معماری کامل از ابتدا تا انتها برای شارژ سیمی است. هر ماژول به وضوح قابل مشاهده و واضح است. این تصویر خلاصه‌ای از بخش معماری فنی این مقاله است.
   
این مقاله به طور خلاصه راهکار تراشه برای اتصال کامل شارژ سریع تلفن همراه را معرفی می‌کند. بسیاری از تولیدکنندگان داخلی در حال حاضر تمهیدات عمیقی را در اینجا اندیشیده‌اند و پیشرفت‌های بزرگی داشته‌اند. در عین حال، ما همچنین دیده‌ایم که اکثر تولیدکنندگان در حال حاضر فقط بر روی یک بخش خاص از اتصال شارژ سریع تمرکز دارند و تنها تعداد کمی از شرکت‌ها توانایی ارائه یک راهکار کامل برای کل اتصال شارژ سریع تلفن همراه را دارند. با توجه به چشم‌انداز فعلی شارژ سریع، تنها تعداد کمی از شرکت‌ها با نفوذ و قدرت بالا، مانند کوالکام، TI و نانشین، بزرگترین برندگان این حوزه خواهند بود.  
جدول زیر برخی از تولیدکنندگان نمونه ماژول‌های کاربردی مختلف شارژ سریع تلفن همراه را فهرست می‌کند.
 

در سال‌های اخیر، نیمه‌هادی‌های داخلی به سرعت توسعه یافته‌اند. از یک سو، قابلیت‌های فنی به تدریج بالغ شده‌اند. از سوی دیگر، این امر همچنین به دلیل حمایت قوی سیاست‌های ملی و حمایت قوی تولیدکنندگان تلفن همراه است. بسیاری از تولیدکنندگان نیمه‌هادی مانند قارچ پس از باران رشد کرده‌اند. این البته پدیده خوبی است، اما برای بزرگتر و قوی‌تر شدن، باید مقیاس مشخص و طرح جامع خط تولید داشته باشید. فقط شرکت‌های داخلی مانند سیلیکون پاور، شنگ‌بانگ‌وی و نانشین می‌توانند با حمایت چنین روندی در زمان خود، بالاتر و بالاتر بروند.

سلب مسئولیت: این مقاله از «نظارت بر صنعت نیمه‌هادی» کپی شده است. این مقاله فقط بیانگر دیدگاه‌های شخصی نویسنده است و بیانگر دیدگاه‌های ساکو میکرو و صنعت نیست. این مقاله فقط برای چاپ مجدد و به اشتراک گذاری جهت حمایت از حفاظت از حقوق مالکیت معنوی است. لطفاً منبع اصلی و نویسنده را برای چاپ مجدد ذکر کنید. در صورت وجود هرگونه نقض، لطفاً برای حذف آن با ما تماس بگیرید.

شماره تلفن شرکت: +86-0755-83044319
فکس/فکس: +86-0755-83975897
ایمیل: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 مدیر لی

QQ: 332496225 مدیر کیو

آدرس: اتاق ۸۰۹، ساختمان C، ساختمان فناوری ژانتائو، پلاک ۱۰۷۹ خیابان مینزی، منطقه جدید لونگهوا، شنژن