Teknologi pengisian daya cepat pada ponsel telah berkembang sangat pesat dalam beberapa tahun terakhir, terutama pada lima merek ponsel domestik utama, yang telah melampaui Apple dan Samsung dalam hal daya dan kecepatan pengisian daya, dan telah mendorong produsen chip pengisian daya cepat untuk terus berinovasi dalam teknologi dan produk serta memperkenalkan produk-produk baru.  
Texas Instruments, raksasa internasional dalam bidang chip analog, selalu menjadi oligarki di pasar manajemen daya dan menjadi tolok ukur yang ditiru oleh industri. Perusahaan ini juga memiliki peran penuh di pasar pengisian daya cepat ponsel. Namun, dalam beberapa tahun terakhir, seiring dengan peningkatan pesat kemampuan teknis dan kemampuan R&D produsen chip pengisian daya domestik, serta pengaruh lingkungan internasional dan dukungan kebijakan nasional, mereka telah mencapai perkembangan yang cukup signifikan. Beberapa perusahaan semikonduktor domestik yang sedang berkembang seperti Nanxin, Xidi Micro, dan lain-lain, menunjukkan kinerja yang sangat cemerlang di pasar pengisian daya cepat ponsel.  
Pengisian daya cepat telah menjadi fitur penting pada ponsel kelas menengah hingga atas, dan juga menyumbang sebagian besar biaya ponsel. Ini adalah proyek sistem dengan rantai panjang, termasuk kepala pengisi daya, antarmuka, kabel pengisi daya, chip pengisian daya cepat, konektor baterai, sel, dan jalur daya lainnya, serta protokol komunikasi yang disebut jiwa dari pengisian daya cepat. Setiap bagian dari rantai daya harus mencapai efisiensi dan daya tinggi agar pengisian daya cepat dapat dilakukan, dan tidak boleh ada kekurangan.  
Artikel ini memberikan pengantar mengenai modul fungsi chip full-link dari solusi pengisian cepat ponsel, termasuk kepala pengisi daya, chip pengisian cepat ponsel, solusi protokol, dan lain-lain.  
       

Kepala pengisian

Kepala pengisi daya adalah penyedia energi dari seluruh rangkaian pengisian cepat. Perkembangannya sangat pesat, dari yang paling awal 2.5w hingga yang tertinggi saat ini yaitu 200w. Dan dengan dukungan material Gan terbaru, efisiensinya dapat ditingkatkan dan volumenya diperkecil.  
Gambar di bawah ini adalah diagram blok dari solusi AC/DC, yang terutama terdiri dari tiga modul kontrol: sisi primer, sisi sekunder, dan protokol, serta transformator, perangkat umpan balik isolasi, dll. Sesuai dengan tingkat daya yang berbeda, pemilihan yang sesuai dilakukan untuk memenuhi berbagai kebutuhan daya dan kebutuhan pelanggan.  
   
AC/DC sebagian besar mengadopsi arsitektur flyback klasik. Pada daya tinggi, soft switching, perangkat gallium nitrida, dan PFC serta teknologi lainnya akan digunakan untuk lebih meningkatkan efisiensi dan dengan demikian meningkatkan daya.
Beberapa kepala pengisian daya lipstik mini, kepala pengisian daya biskuit, dll. yang telah kami lihat menggunakan sejumlah besar material dan teknologi baru seperti MOS galium nitrida dan transformator panel datar.  
In the charging head market, it used to be dominated by foreign and Taiwanese brands. Foreign brands such as ON, PI, Dialog (iwatt), which mainly make primary and secondary sides, and Infineon (Cypress), which mainly handles agreements; Taiwanese brands such as Tongjia and Angbao, which can provide complete solutions, etc.  
Dalam beberapa tahun terakhir, produsen domestik lokal telah membuat terobosan pesat dalam bidang AC/DC, seperti SiLijie, Jiehuat, Xinpengwei, Shilanwei, dll., yang terutama bergerak di bidang primer dan sekunder; Yingjixin, Zhilong, Huinengtai, dll. terutama bergerak di bidang perjanjian; dan Shanghai Nanxin, yang menyediakan solusi lengkap, secara khusus perlu disebutkan bahwa Nanxin juga memiliki solusi penggerak langsung galium nitrida generasi ketiga yang lengkap.  
       

Chip pengisian cepat di ponsel

Solusi pengisian cepat pada ponsel merupakan mata rantai inti dalam keseluruhan rangkaian pengisian daya. Fungsi utamanya adalah untuk secara efisien mengubah energi yang dikirim dari kepala pengisi daya, mengisi daya sedemikian rupa sehingga dapat diterima oleh sel baterai, serta menyelesaikan serangkaian fungsi deteksi dan perlindungan.  
Efisiensi selalu menjadi kendala terbesar yang membatasi pengisian daya cepat pada ponsel. Karena ponsel memiliki ruang yang sangat terbatas dan pengalaman pengguna harus dipertimbangkan, panas berlebih menjadi masalah yang sangat besar.  
  So far, the charging architecture in mobile phones has gone through three generations of development:    
 

• linear charging
• switch charging
• pengisian daya pompa pengisian

Linear charging has been completely eliminated on smartphones, and only ultra-low-end feature phones are still in use.  
Pengisian daya dengan metode switching saat ini merupakan metode utama untuk ponsel. Efisiensinya umumnya antara 88% dan 92%, dan daya pengisiannya sekitar 18W. Misalnya, TI BQ2560x adalah pengisi daya utama universal yang dapat menyelesaikan tahap pra-pengisian, tahap arus konstan hingga 18W, dan proses pengisian daya akhir secara lengkap.  
Pada ponsel, pengisi daya utama biasanya terintegrasi di dalam PMI (Power Management Interface) platform. Beberapa produsen akan menambahkan chip pengisian daya tambahan untuk menghilangkan panas dan mencapai pengalaman pengguna yang lebih baik.  
Beberapa solusi khusus dapat mencapai efisiensi yang lebih tinggi, seperti MP2762 dari MPS dan BQ25790 dari TI, serta SC8982 dari Nanxin, yang merupakan solusi pengisian daya naik dan turun untuk baterai dua rangkaian yang dapat mencapai efisiensi hingga sekitar 95%.  
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.  
Pengisian daya dengan pompa muatan (charge pump) saat ini merupakan satu-satunya solusi untuk pengisian daya cepat pada ponsel kelas menengah hingga atas. Teknologi ini memiliki efisiensi ultra-tinggi, umumnya sekitar 97%, dan digunakan sebagai solusi pengisian daya tambahan untuk proses pengisian daya arus konstan.  
Nama ilmiah dari pompa pengisian daya ini adalah "pengisian daya langsung tegangan tinggi". Jika berbicara tentang pengisian daya langsung, kita harus menyebutkan teknologi "pengisian daya langsung tegangan rendah" milik OPPO, yang merupakan pelopor di bidang catu daya domestik. "Pengisian daya langsung tegangan tinggi" didasarkan pada teknologi ini.  
Pengisi daya pompa muatan umumnya bekerja berdasarkan rasio tegangan, seperti klasik 2:1, daya tinggi 4:2, 4:1, tegangan ultra tinggi 6:2, dan lain sebagainya.  
Produk dengan rasio 2:1 terutama digunakan pada tingkat daya pengisian menengah 30-50w; rasio 4:2 terutama digunakan pada solusi baterai dual-string daya tinggi; dan arsitektur 4:1 terbaru digunakan pada arsitektur baterai 1S daya tinggi, yang juga mendapat manfaat dari perkembangan pesat laju pengisian baterai.  
Sejak ON, Dialog, dan TI meluncurkan produk pompa pengisian daya, para produsen ponsel domestik langsung merasakan perubahan besar. Pada saat yang sama, banyak produsen chip domestik juga aktif mengikuti perkembangan, dan bahkan mencapai tingkat keunggulan tertentu dalam waktu singkat.  
Pompa muatan semikonduktor domestik pertama yang diproduksi secara massal adalah chip pompa muatan 4:2 dari Xidi Micro, yang digunakan untuk konversi tegangan sederhana; tetapi produsen chip pengisi daya pompa muatan pertama yang diproduksi secara massal adalah SC8551 dari Shanghai Nanxin, yang kompatibel dengan BQ25970 yang merupakan produk klasik industri.  
Selain platform, beberapa produsen telah meluncurkan berbagai produk pompa pengisian daya.Merek asing seperti:  
 

• TI： 2:1、4:2的pengisi daya
• Lion: pengisi daya 2:1; konverter 4:2; konverter 6:2 (baru saja diakuisisi oleh Cirrus Logic)
• Maksimum: konverter 2:1

  Domestic brands include:    
 

• Nanxin: Pengisi daya 2:1 (30w/40w); Pengisi daya 2:1 dengan protokol; Konverter 2:1; Konverter 4:2; Pengisi daya 4:2; Pengisi daya 4:1; Konverter 6:2;
• Xidiwei: pengisi daya 2:1; konverter 4:2
• Silicon Lijie: Pengisi daya 2:1; Pengisi daya 4:2
• Chipmax: pengisi daya 2:1; (sebelumnya Silicon Mitus, diakuisisi oleh modal milik negara tahun ini)
• St. Bonwe: pengisi daya 2:1;

Pengisi daya pompa muatan (charge pump) secara langsung memberikan pengisian daya tinggi ke baterai, sehingga persyaratan keamanannya sangat tinggi. Produsen ponsel bermerek sangat berhati-hati dalam memperkenalkannya. Saat ini, selain platform dan TI, produsen domestik hanya memiliki sejumlah besar produk yang dikirim oleh Nanxin. Dalam beberapa laporan pembongkaran baru-baru ini, dapat dilihat bahwa banyak produk pompa muatan baru Nanxin digunakan di berbagai merek ponsel. Karena kekhususan produk ini, produsen terkemuka akan tetap kuat, dan peluang pendatang baru sangat kecil.  
Gambar di bawah ini adalah diagram blok solusi pengisian daya cepat pada ponsel, yang juga mencakup solusi chip protokol pengisian daya.  
   
       

Protokol pengisian daya

The protocol is the soul of fast charging. During the entire fast charging process, the mobile phone system and the charging head must communicate in real time, and the voltage/current must be accurately adjusted and monitored in real time to realize the fast charging process of the charge pump.  
  Saat ini, setiap merek ponsel besar memiliki perjanjian pribadi masing-masing, seperti:  

• Xiaomi’s private protocol based on CC;
• Huawei/Honor SCP;
• OPPO的VOOC；
• VIVO的Pengisi daya flash；
• Protokol privat I2C Transsion, dll.

  Platform seluler juga memiliki solusi protokol tersendiri, seperti:  

• Seri QC Qualcomm
• MTK 的 PE

  Of course, there are also specialized agreement alliances, such as:  

• PD dari US USB-IF;
• UFCS dari Liga Hijau Domestik.

Sebagian besar chip protokol di ponsel diimplementasikan melalui platform atau MCU. Ada juga beberapa kasus khusus yang memerlukan kustomisasi, seperti Yingjixin, chip protokol QC Weiquan, PD phy Richtek, dll.  
Perjanjian interoperabilitas milik China sendiri - UFCS, yang secara umum optimis tentang masa depan, memiliki rencana untuk didukung oleh produsen-produsen besar. Selain beberapa produsen, Silicon Power, Nanxin, Rockchip, Angbao, Chippeng Micro, dll. juga tergabung dalam aliansi dan secara aktif berpartisipasi dalam perumusan perjanjian UFCS dan pengembangan chip. Dari perspektif jangka panjang, berbagai protokol akan disatukan dan diintegrasikan ke dalam platform tersebut.  
Chip protokol harus ada di dalam ponsel dan kepala pengisi daya. Untuk chip protokol di dalam ponsel, silakan lihat diagram blok pada bab sebelumnya. Berikut ini adalah diagram aplikasi dasar chip protokol di kepala pengisi daya.  
   
       

Interfaces and cables

Tidak hanya berbagai modul chip pada jalur pengisian daya yang perlu ditingkatkan berdasarkan persyaratan pengisian cepat, tetapi antarmuka dan kabel juga perlu perlakuan khusus untuk mengurangi impedansi dan pembangkitan panas.
Pengisian cepat tingkat dasar umumnya didefinisikan sebagai 30w (atau 22.5w) karena biayanya paling rendah. Tingkat daya ini sebagian besar ditentukan berdasarkan kemampuan arus 3A dari kabel standar.  
Antarmuka pengisian daya ponsel pada dasarnya telah disatukan menjadi port C, dan kabel terutama dibagi menjadi dua kategori: A ke C dan C ke C. Kabel dengan kapasitas arus melebihi 6A telah menjadi perlengkapan standar untuk ponsel pengisian daya tinggi, tetapi tanda e-mark diperlukan di dalam kabel untuk mengidentifikasi kapasitas arus. Rakyat Tiongkok yang rajin dan berani bahkan menciptakan kabel port A ke C dengan pin CC tambahan, menambahkan sentuhan baru pada solusi pengisian cepat yang sudah beragam.  
       

Kesimpulan

Gambar di bawah ini adalah diagram arsitektur ujung-ke-ujung lengkap dari pengisian daya berkabel. Setiap modul terlihat jelas dan mudah dipahami sekilas. Diagram ini berfungsi sebagai ringkasan dari bagian arsitektur teknis artikel ini.
   
Artikel ini secara singkat memperkenalkan solusi chip untuk rantai pengisian cepat ponsel secara menyeluruh. Banyak produsen dalam negeri telah melakukan pengaturan mendalam di bidang ini dan telah mencapai kemajuan besar. Pada saat yang sama, kita juga melihat bahwa sebagian besar produsen saat ini hanya fokus pada area tertentu dari rantai pengisian cepat, dan hanya sedikit perusahaan yang memiliki kemampuan untuk menyediakan solusi lengkap untuk seluruh rantai pengisian cepat ponsel. Dilihat dari lanskap pengisian cepat saat ini, hanya beberapa perusahaan dengan pengaruh dan kekuatan yang kuat, seperti Qualcomm, TI, dan Nanxin, yang akan menjadi pemenang terbesar di bidang ini.  
The following table lists some representative manufacturers of various functional modules of mobile phone fast charging.
 

Dalam beberapa tahun terakhir, industri semikonduktor domestik telah berkembang pesat. Di satu sisi, kemampuan teknis telah semakin matang. Di sisi lain, hal ini juga didukung oleh kebijakan nasional yang kuat dan dukungan yang kuat dari produsen telepon seluler. Banyak produsen semikonduktor bermunculan seperti jamur setelah hujan. Ini tentu saja merupakan fenomena yang baik, tetapi untuk menjadi lebih besar dan lebih kuat, Anda harus memiliki skala tertentu dan tata letak lini produk yang komprehensif. Hanya perusahaan domestik seperti Silicon Power, Shengbangwei, dan Nanxin yang dapat melangkah lebih tinggi dan lebih jauh dengan dukungan tren zaman seperti ini.

Penafian: Artikel ini direproduksi dari "Pengamatan Industri Semikonduktor". Artikel ini hanya mewakili pandangan pribadi penulis dan tidak mewakili pandangan Sacco Micro dan industri. Artikel ini hanya untuk dicetak ulang dan dibagikan guna mendukung perlindungan hak kekayaan intelektual. Harap sebutkan sumber asli dan penulis untuk pencetakan ulang. Jika ada pelanggaran, silakan hubungi kami untuk menghapusnya.

Nomor telepon perusahaan: +86-0755-83044319
Faks/FAX: +86-0755-83975897
Surel: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Manajer Li

QQ: 332496225 Manajer Qiu

Alamat: Ruang 809, Gedung C, Gedung Teknologi Zhantao, No. 1079 Jalan Minzhi, Distrik Baru Longhua, Shenzhen