हाल के वर्षों में मोबाइल फोन की फास्ट चार्जिंग का बहुत तेजी से विकास हुआ है, खासकर पांच प्रमुख घरेलू मोबाइल फोन ब्रांडों में, जिन्होंने चार्जिंग क्षमता और गति के मामले में एप्पल और सैमसंग को पीछे छोड़ दिया है, और फास्ट चार्जिंग चिप निर्माताओं को प्रौद्योगिकी और उत्पादों में लगातार सुधार करने और नए उत्पाद पेश करने के लिए प्रेरित किया है।  
एनालॉग चिप्स के क्षेत्र में अंतरराष्ट्रीय स्तर पर अग्रणी कंपनी टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स हमेशा से पावर मैनेजमेंट बाजार में एक प्रमुख कंपनी रही है और उद्योग जगत के लिए अनुकरणीय मानक रही है। मोबाइल फोन फास्ट चार्जिंग बाजार में भी इसका दबदबा कायम है। हालांकि, हाल के वर्षों में, घरेलू चार्जिंग चिप निर्माताओं की तकनीकी क्षमताओं और अनुसंधान एवं विकास क्षमताओं में उल्लेखनीय सुधार हुआ है, और अंतरराष्ट्रीय परिवेश के प्रभाव और राष्ट्रीय नीतियों के समर्थन से उन्होंने काफी विकास किया है। नानक्सिन, ज़िडी माइक्रो आदि जैसी कुछ उभरती हुई घरेलू सेमीकंडक्टर कंपनियों ने मोबाइल फोन फास्ट चार्जिंग बाजार में शानदार प्रदर्शन किया है।  
फास्ट चार्जिंग मध्यम से उच्च श्रेणी के मोबाइल फोनों की एक अनिवार्य विशेषता बन गई है, और यह मोबाइल फोनों की लागत का एक बड़ा हिस्सा भी है। यह एक जटिल प्रणाली परियोजना है जिसमें चार्जिंग हेड, इंटरफेस, चार्जिंग केबल, फास्ट चार्जिंग चिप्स, बैटरी कनेक्टर, सेल और अन्य पावर पाथ के साथ-साथ फास्ट चार्जिंग की आत्मा कहे जाने वाले संचार प्रोटोकॉल सहित कई घटक शामिल हैं। फास्ट चार्जिंग को संभव बनाने के लिए पावर लिंक के प्रत्येक भाग को उच्च दक्षता और उच्च शक्ति प्राप्त करनी होगी, और इसमें कोई खामी नहीं होनी चाहिए।  
यह लेख आपको मोबाइल फोन के फास्ट चार्जिंग समाधान के फुल-लिंक चिप फंक्शन मॉड्यूल का परिचय देता है, जिसमें चार्जिंग हेड, मोबाइल फोन फास्ट चार्जिंग चिप्स, प्रोटोकॉल समाधान आदि शामिल हैं।  
       

चार्जिंग हेड

चार्जिंग हेड पूरे फास्ट चार्जिंग लिंक का ऊर्जा प्रदाता है। शुरुआती 2.5 वाट से लेकर वर्तमान में 200 वाट तक इसकी क्षमता में अभूतपूर्व विकास हुआ है। नवीनतम गन सामग्री के उपयोग से इसकी दक्षता और भी अधिक हो गई है और इसका आकार भी छोटा हो गया है।  
नीचे दिया गया चित्र एक AC/DC समाधान का ब्लॉक आरेख है, जिसमें मुख्य रूप से तीन नियंत्रण मॉड्यूल शामिल हैं: प्राथमिक पक्ष, द्वितीयक पक्ष और प्रोटोकॉल, साथ ही ट्रांसफार्मर, आइसोलेशन फीडबैक डिवाइस आदि। विभिन्न पावर स्तरों के अनुसार, अलग-अलग पावर आवश्यकताओं और ग्राहक की जरूरतों को पूरा करने के लिए उपयुक्त चयन किए जाते हैं।  
   
AC/DC मुख्यतः क्लासिक फ्लाईबैक आर्किटेक्चर को अपनाता है। उच्च शक्ति स्तर पर, दक्षता को और बेहतर बनाने और इस प्रकार शक्ति बढ़ाने के लिए सॉफ्ट स्विचिंग, गैलियम नाइट्राइड डिवाइस, पीएफसी और अन्य तकनीकों का उपयोग किया जाएगा।
हमने जो कुछ लघु आकार के लिपस्टिक चार्जिंग हेड, बिस्किट चार्जिंग हेड आदि देखे हैं, उनमें गैलियम नाइट्राइड एमओएस और फ्लैट-पैनल ट्रांसफार्मर जैसी कई नई सामग्रियों और प्रौद्योगिकियों का उपयोग किया गया है।  
चार्जिंग हेड के बाजार में पहले विदेशी और ताइवानी ब्रांडों का दबदबा था। विदेशी ब्रांड जैसे ON, PI, Dialog (iwatt), जो मुख्य रूप से प्राथमिक और द्वितीयक चार्जिंग हेड बनाते हैं, और Infineon (Cypress), जो मुख्य रूप से अनुबंधों का प्रबंधन करते हैं; ताइवानी ब्रांड जैसे Tongjia और Angbao, जो संपूर्ण समाधान प्रदान कर सकते हैं, आदि।  
हाल के वर्षों में, स्थानीय घरेलू निर्माताओं ने एसी/डीसी क्षेत्र में तेजी से प्रगति की है, जैसे कि सिलीजी, जिहुआट, शिनपेंगवेई, शिलानवेई आदि, जो मुख्य रूप से प्राथमिक और द्वितीयक पक्ष के उपकरणों में लगे हुए हैं; यिंगजिक्सिन, झिलॉन्ग, हुईनेंगताई आदि मुख्य रूप से अनुबंधों में लगे हुए हैं; और शंघाई नानक्सिन, जो संपूर्ण समाधान प्रदान करता है, विशेष रूप से उल्लेख किया जा रहा है कि नानक्सिन के पास तीसरी पीढ़ी का गैलियम नाइट्राइड डायरेक्ट ड्राइव समाधान भी उपलब्ध है।  
       

मोबाइल फोन में फास्ट चार्जिंग चिप

मोबाइल फोन में फास्ट चार्जिंग सॉल्यूशन संपूर्ण चार्जिंग प्रक्रिया का मुख्य हिस्सा है। इसका मुख्य कार्य चार्जिंग हेड से प्राप्त ऊर्जा को कुशलतापूर्वक परिवर्तित करना, बैटरी सेल द्वारा स्वीकार्य तरीके से चार्ज करना और साथ ही कई तरह के डिटेक्शन और प्रोटेक्शन कार्यों को पूरा करना है।  
मोबाइल फोन की फास्ट चार्जिंग में सबसे बड़ी बाधा हमेशा से ही दक्षता रही है। मोबाइल फोन में जगह बहुत कम होती है और उपयोगकर्ता अनुभव का भी ध्यान रखना पड़ता है, इसलिए हीटिंग एक बड़ी समस्या है।  
  अब तक, मोबाइल फोन में चार्जिंग आर्किटेक्चर विकास की तीन पीढ़ियों से गुजर चुका है:    
 

• रेखीय चार्जिंग
• स्विच चार्जिंग
• चार्ज पंप चार्जिंग

स्मार्टफ़ोन से लीनियर चार्जिंग पूरी तरह से समाप्त हो चुकी है, और केवल बेहद कम कीमत वाले फीचर फोन ही अभी भी उपयोग में हैं।  
स्विच चार्जिंग आजकल मोबाइल फोनों में सबसे ज़्यादा प्रचलित है। इसकी दक्षता आम तौर पर 88% से 92% के बीच होती है और चार्जिंग पावर लेवल लगभग 18 वाट होता है। उदाहरण के लिए, TI का BQ2560x एक यूनिवर्सल मेन चार्जर है, जो प्री-चार्जिंग, 18 वाट तक के निरंतर करंट चरण और अंत में चार्जिंग की पूरी प्रक्रिया को पूरा कर सकता है।  
मोबाइल फोन में, मुख्य चार्जर आमतौर पर प्लेटफॉर्म के पीएमआई में ही एकीकृत होता है। कुछ निर्माता बेहतर उपयोगकर्ता अनुभव प्रदान करने और गर्मी को कम करने के लिए एक अतिरिक्त स्विच चार्जिंग चिप भी जोड़ते हैं।  
कुछ विशेष समाधान उच्च दक्षता प्राप्त कर सकते हैं, जैसे कि MPS का MP2762 और TI का BQ25790, साथ ही Nanxin का SC8982, जो दोहरी स्ट्रिंग वाली बैटरियों के लिए एक स्टेप-अप और स्टेप-डाउन चार्जिंग समाधान है जो लगभग 95% तक की दक्षता प्राप्त कर सकता है।  
स्विच चार्जिंग दूसरी पीढ़ी का चार्जिंग समाधान है, लेकिन इसमें अभी भी कई तकनीकी दिक्कतें हैं। घरेलू निर्माताओं में से बहुत कम ही इसे बखूबी बना पाते हैं। फिलहाल, मोबाइल फोन प्लेटफॉर्म और टीआई ही इस क्षेत्र के मुख्य खिलाड़ी हैं। घरेलू निर्माताओं में मुख्य रूप से सिलिकॉन पावर, शेंगबैंग माइक्रो और नानक्सिन शामिल हैं।  
चार्ज पंप चार्जिंग वर्तमान में मध्यम से उच्च श्रेणी के मोबाइल फोन को तेजी से चार्ज करने का एकमात्र समाधान है। इसकी दक्षता लगभग 97% तक होती है और इसे निरंतर करंट चार्जिंग प्रक्रिया के लिए सहायक चार्जिंग समाधान के रूप में उपयोग किया जाता है।  
चार्जिंग पंप का वैज्ञानिक नाम "हाई-वोल्टेज डायरेक्ट चार्जिंग" है। डायरेक्ट चार्जिंग की बात करें तो, घरेलू बिजली आपूर्ति क्षेत्र में अग्रणी OPPO की "लो-वोल्टेज डायरेक्ट चार्जिंग" तकनीक का जिक्र करना जरूरी है। "हाई-वोल्टेज डायरेक्ट चार्जिंग" इसी तकनीक पर आधारित है।  
चार्ज पंप चार्जर आमतौर पर वोल्टेज अनुपात के अनुसार काम करते हैं, जैसे कि क्लासिक 2:1, हाई-पावर 4:2, 4:1, अल्ट्रा-हाई वोल्टेज 6:2, आदि।  
2:1 अनुपात वाले उत्पाद मुख्य रूप से 30-50 वाट के मध्यम चार्जिंग पावर स्तरों में उपयोग किए जाते हैं; 4:2 अनुपात वाले उत्पाद मुख्य रूप से उच्च-शक्ति वाले ड्यूल-स्ट्रिंग बैटरी समाधानों में उपयोग किए जाते हैं; और नवीनतम 4:1 आर्किटेक्चर का उपयोग उच्च-शक्ति वाले 1S बैटरी आर्किटेक्चर में किया जाता है, जो बैटरी चार्जिंग दरों के तीव्र विकास से भी लाभान्वित होता है।  
ON, Dialog और TI जैसी शुरुआती कंपनियों द्वारा चार्ज पंप उत्पादों को लॉन्च करने के बाद से ही, घरेलू मोबाइल फोन निर्माताओं ने एक बड़े बदलाव की आशंका जताई। साथ ही, कई घरेलू चिप निर्माता भी सक्रिय रूप से इस दिशा में आगे बढ़ रहे हैं और कम समय में ही एक निश्चित स्तर की उत्कृष्टता भी हासिल कर चुके हैं।  
घरेलू स्तर पर बड़े पैमाने पर उत्पादित पहला सेमीकंडक्टर चार्ज पंप Xidi Micro का 4:2 चार्ज पंप चिप है, जिसका उपयोग सरल वोल्टेज रूपांतरण के लिए किया जाता है; लेकिन बड़े पैमाने पर उत्पादित पहला चार्ज पंप चार्जर चिप निर्माता शंघाई नानक्सिन का SC8551 है, जो उद्योग के क्लासिक BQ25970 के साथ संगत है।  
प्लेटफार्मों के अलावा, कई निर्माताओं ने विभिन्न प्रकार के चार्ज पंप उत्पाद लॉन्च किए हैं।विदेशी ब्रांड जैसे:  
 

• टीआई: 2:1:4 चार्जर
• लायन: 2:1 चार्जर; 4:2 कनवर्टर; 6:2 कनवर्टर (जिसे हाल ही में सिरस लॉजिक ने अधिग्रहित किया है)
• मैक्सिम: 2:1 कनवर्टर

  घरेलू ब्रांडों में शामिल हैं:    
 

• नानक्सिन: 2:1 चार्जर (30w/40w); प्रोटोकॉल के साथ 2:1 चार्जर; 2:1 कनवर्टर; 4:2 कनवर्टर; 4:2 चार्जर; 4:1 चार्जर; 6:2 कनवर्टर;
• Xidiwei: 2:1 चार्जर; 4:2 कनवर्टर
• सिलिकॉन लिजी: 2:1 चार्जर; 4:2 चार्जर
• चिपमैक्स: 2:1 चार्जर; (पूर्व में सिलिकॉन मिटस, जिसे इस वर्ष राज्य के स्वामित्व वाली पूंजी द्वारा अधिग्रहित किया गया)
• सेंट बोनवे: 2:1 चार्जर;

चार्ज पंप चार्जर सीधे बैटरी को हाई-पावर चार्जिंग प्रदान करता है, इसलिए सुरक्षा संबंधी आवश्यकताएँ बहुत सख्त हैं। ब्रांडेड मोबाइल फोन निर्माता इसके इस्तेमाल को लेकर बेहद सतर्क हैं। फिलहाल, प्लेटफॉर्म और टीआई के अलावा, घरेलू निर्माताओं के पास नानक्सिन द्वारा निर्मित उत्पादों की ही बड़ी संख्या है। हाल ही में आई कुछ जांच रिपोर्टों से पता चलता है कि नानक्सिन के कई नए चार्ज पंप उत्पाद विभिन्न ब्रांडों के मोबाइल फोनों में इस्तेमाल किए जा रहे हैं। इस उत्पाद की विशिष्टता के कारण, अग्रणी निर्माता इस क्षेत्र में मजबूत बने रहेंगे और नए निर्माताओं के लिए पिछड़ने की संभावना बहुत कम है।  
नीचे दी गई तस्वीर एक मोबाइल फोन में फास्ट चार्जिंग सॉल्यूशन का ब्लॉक डायग्राम है, जिसमें चार्जिंग प्रोटोकॉल चिप सॉल्यूशन भी शामिल है।  
   
       

चार्जिंग प्रोटोकॉल

प्रोटोकॉल फास्ट चार्जिंग की आत्मा है। पूरी फास्ट चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान, मोबाइल फोन सिस्टम और चार्जिंग हेड को वास्तविक समय में संचार करना आवश्यक है, और चार्ज पंप की फास्ट चार्जिंग प्रक्रिया को साकार करने के लिए वोल्टेज/करंट को वास्तविक समय में सटीक रूप से समायोजित और मॉनिटर किया जाना चाहिए।  
  वर्तमान में, प्रत्येक प्रमुख मोबाइल फोन ब्रांड का अपना निजी समझौता है, जैसे कि:  

• Xiaomi का CC पर आधारित निजी प्रोटोकॉल;
• हुआवेई/ऑनर एससीपी;
• ओप्पो VOOC；
• VIVO फ़्लैश चार्जर;
• ट्रांसशन का I2C प्राइवेट प्रोटोकॉल, आदि।

  मोबाइल प्लेटफॉर्म के अपने प्रोटोकॉल समाधान भी होते हैं, जैसे:  

• क्वालकॉम की क्यूसी श्रृंखला
• एमटीके的पीई

  बेशक, कुछ विशेष प्रकार के समझौते भी होते हैं, जैसे कि:  

• यूएस यूएसबी-आईएफ का पीडी;
• घरेलू ग्रीन लीग का यूएफसी।

मोबाइल फोन में इस्तेमाल होने वाले अधिकांश प्रोटोकॉल चिप्स प्लेटफॉर्म या एमसीयू के माध्यम से कार्यान्वित किए जाते हैं। कुछ विशेष परिस्थितियों में अनुकूलन की आवश्यकता भी होती है, जैसे कि यिंगजिक्सिन, वेइक्वान का क्यूसी प्रोटोकॉल चिप, रिचटेक का पीडी पीएचवाई आदि।  
चीन का अपना इंटरऑपरेबिलिटी समझौता - यूएफसीएस, जो भविष्य के प्रति आशावादी दृष्टिकोण रखता है, प्रमुख निर्माताओं के समर्थन की योजना बना रहा है। कई निर्माताओं के अलावा, सिलिकॉन पावर, नानक्सिन, रॉकचिप, अंगबाओ, चिप्पेंग माइक्रो आदि भी इस गठबंधन में शामिल हैं और यूएफसीएस समझौते के निर्माण और चिप्स के विकास में सक्रिय रूप से भाग ले रहे हैं। दीर्घकालिक दृष्टिकोण से, विभिन्न प्रोटोकॉल को एकीकृत करके एक प्लेटफॉर्म में शामिल किया जाएगा।  
मोबाइल फोन और चार्जिंग हेड दोनों में प्रोटोकॉल चिप का होना आवश्यक है। मोबाइल फोन के अंदर मौजूद प्रोटोकॉल चिप के लिए, कृपया पिछले अध्याय में दिए गए ब्लॉक आरेख को देखें। चार्जिंग हेड में प्रोटोकॉल चिप के मूल अनुप्रयोग का आरेख नीचे दिया गया है।  
   
       

इंटरफेस और केबल

फास्ट चार्जिंग की आवश्यकताओं के आधार पर चार्जिंग लिंक पर मौजूद विभिन्न चिप मॉड्यूल को अपग्रेड करने की आवश्यकता तो है ही, साथ ही प्रतिबाधा और ऊष्मा उत्पादन को कम करने के लिए इंटरफेस और केबलों को भी विशेष उपचार की आवश्यकता है।
एंट्री-लेवल फास्ट चार्जिंग को आमतौर पर 30 वाट (या 22.5 वाट) के रूप में परिभाषित किया जाता है क्योंकि इसकी कीमत सबसे कम होती है। यह पावर लेवल मुख्य रूप से स्टैंडर्ड केबलों की 3A करंट क्षमता के आधार पर निर्धारित किया जाता है।  
मोबाइल फोन के चार्जिंग इंटरफेस को मूल रूप से C पोर्ट में एकीकृत कर दिया गया है, और केबल मुख्य रूप से दो श्रेणियों में विभाजित हैं: A से C और C से C। 6A से अधिक करंट क्षमता वाली केबल मोबाइल फोन को हाई-पावर चार्जिंग के लिए मानक उपकरण बन गई हैं, लेकिन करंट क्षमता की पहचान के लिए केबल के अंदर ई-मार्क होना आवश्यक है। हमारे मेहनती और साहसी चीनी लोगों ने एक अतिरिक्त CC पिन वाली A से C पोर्ट केबल का आविष्कार भी किया है, जिससे पहले से ही रंगीन फास्ट चार्जिंग समाधान में एक नया आयाम जुड़ गया है।  
       

निष्कर्ष

नीचे दी गई तस्वीर वायर्ड चार्जिंग का संपूर्ण एंड-टू-एंड आर्किटेक्चर डायग्राम है। प्रत्येक मॉड्यूल स्पष्ट रूप से दिखाई दे रहा है और एक नज़र में ही समझ में आ जाता है। यह इस लेख के तकनीकी आर्किटेक्चर भाग का सारांश प्रस्तुत करता है।
   
यह लेख मोबाइल फोन की फास्ट चार्जिंग के संपूर्ण समाधान के लिए चिप सॉल्यूशन का संक्षिप्त परिचय देता है। कई घरेलू निर्माताओं ने इस दिशा में गहन व्यवस्था की है और काफी प्रगति की है। साथ ही, हमने यह भी देखा है कि अधिकांश निर्माता फिलहाल फास्ट चार्जिंग के किसी एक क्षेत्र पर ही ध्यान केंद्रित कर रहे हैं, और केवल कुछ ही कंपनियां मोबाइल फोन की फास्ट चार्जिंग के संपूर्ण समाधान प्रदान करने में सक्षम हैं। वर्तमान फास्ट चार्जिंग परिदृश्य को देखते हुए, क्वालकॉम, टीआई और नानक्सिन जैसी कुछ प्रभावशाली और मजबूत कंपनियां ही इस क्षेत्र में सबसे बड़ी विजेता बनेंगी।  
नीचे दी गई तालिका में मोबाइल फोन की फास्ट चार्जिंग के विभिन्न कार्यात्मक मॉड्यूल के कुछ प्रतिनिधि निर्माताओं की सूची दी गई है।
 

हाल के वर्षों में, घरेलू सेमीकंडक्टर उद्योग में तीव्र विकास हुआ है। एक ओर, तकनीकी क्षमताएं धीरे-धीरे परिपक्व हुई हैं, वहीं दूसरी ओर, राष्ट्रीय नीतियों और मोबाइल फोन निर्माताओं के मजबूत समर्थन का भी इसमें योगदान है। बारिश के बाद मशरूम की तरह कई सेमीकंडक्टर निर्माता कंपनियां उभर कर सामने आई हैं। यह निश्चित रूप से एक सकारात्मक घटनाक्रम है, लेकिन बड़ा और मजबूत बनने के लिए एक निश्चित पैमाना और व्यापक उत्पाद श्रृंखला का होना आवश्यक है। केवल सिलिकॉन पावर, शेंगबांगवेई और नानक्सिन जैसी घरेलू कंपनियां ही इस समय की इस प्रवृत्ति के समर्थन से और अधिक ऊंचाइयों तक पहुंच सकती हैं।

अस्वीकरण: यह लेख "सेमीकंडक्टर इंडस्ट्री ऑब्जर्वेशन" से लिया गया है। यह लेख केवल लेखक के निजी विचारों को दर्शाता है और सैको माइक्रो या उद्योग के विचारों का प्रतिनिधित्व नहीं करता है। इसका पुनर्मुद्रण और साझाकरण केवल बौद्धिक संपदा अधिकारों के संरक्षण के लिए किया जा सकता है। पुनर्मुद्रण के लिए कृपया मूल स्रोत और लेखक का उल्लेख करें। यदि कोई उल्लंघन होता है, तो कृपया इसे हटाने के लिए हमसे संपर्क करें।

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