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5G 折叠手机来临,你的电池充电还在上个世纪怎么办?

发布时间:2019-09-19 10:22:08  来源:上海网    背景:

  自从iPhone 2007 问世以来,手机的电池容量已经增长4倍。 由于物理限制, 如果用同样的电流充电,手机电池则需要4倍的充电时间。 情况更加紧急的是,5G 折叠手机来临,你的电池还在上个世纪怎么办?5G手机需不需要更快的快充方式?答案显而易见:必须的!

  从2019年8月开始,手机行业正式步入5G时代。5G手机将会成为智能控制终端,由于高宽带、低延时等通讯特征,5G手机势必可以实现真正的移动办公、智能生活、远程遥控,更不用说传统意义上的通话、支付、拍照、玩游戏等功能,5G手机的使用频率将前所未有,用得越多,使用频率越高,5G手机耗电就越快。而且,5G基站多手机信号的接收频率就高,5G基带本身也需要手机处理更多任务,所以耗电量相比4G手机要多得多,因而需要更快的充电速度。

  这种情况下,耗电频繁,5G手机电池怎么样可以迅速“回血”呢?解决方法是:手机需要匹配更大功率的快充,毫不夸张的讲:5G手机需要闪充!你可以全天候重度使用手机,闪充5分钟就可以使5G手机满血复活。怎么实现呢?凹凸科技(O2Micro)给你答案。

  目前市售的带快充功能的手机大部分充电功率都在20W以下,刚刚发布的iPhone11也仅有Pro和Pro Max机型支持18W的USB PD充电,这样的充电功率远远落后于手机性能的提升速度和人们日益增长的对手机的依赖,北京大学今年4月发布的一篇调查报告显示,95后的年轻人每天使用手机的时间超过8小时。这种情况下,手机还是摆脱不了一天一充甚至一天几充的尴尬局面。

  如果进一步增加手机的充电功率,就会带来一些其他的问题。首先是接口和线缆会出现问题,目前支持USB PD协议的Type C接口,只支持到5A充电电流,线材也是5A的标准, 进一步增加充电电流会使成本急剧增加;其次增加充电功率会进一步让一直困扰业内人士的发热问题雪上加霜。

  有业内人士指出,手机的发热问题一直是困扰他们进一步提升手机性能和充电功率的瓶颈,通过对手机内部散热空间的设计以及新材料如石墨烯的应用,可以进行改善,但是解决根本问题还是要从提高效率做起,能够提高哪怕0.5%的效率都是弥足珍贵的。

  有没有两全其美的办法呢,既能提高充电功率,又能从根本上解决发热问题,提高充放电效率;同时又不带来额外更多的成本压力?关键时刻,凹凸科技集团(O2Micro) CEO 杜珣弤先生提出:“提高输入电压可以提高充电功率;同样地,如果提高电池的电压,让电池从一节提高到两节串联,在同样的输入电流下输入功率会变为原来的两倍,这样我们就可以进一步把充电功率提高到50W左右。”

  根据杜珣弤先生提出的方案,凹凸科技(O2Micro)研发推出的新产品OZ1C313, 就是专门为进一步提高充电功率到50W的应用而开发的一款高效电荷泵式电压转换器,与传统的Buck电路相比,它不用外接电感,外围只需要简单的电阻电容,最高输出效率可达97%以上,输出电流最高可达10A,并且对负载效率做了专门优化,在整个负载区间都能保持超高效率。

  OZ1C313根据电池的搭配方式,可以分为两种应用模式:

  一种是针对两节串联电池的应用。这种情况下,由于电池电压是单节电池的两倍,所以5A的充电电流充电功率就可以达到50W左右。OZ1C313可以接在电池和系统负载之间把两节电池电压转换为单节电池电压给系统供电,对系统设计者来说不用做任何的改变。

  另一种情况还是单节电池应用,OZ1C313置于适配器输入端和系统之间,从适配器出来的高压经过OZ1C313之后电压变为输入的二分之一,电流变为输入的两倍,这样可以维持线缆电流5A的情况下,充电电流可达10A。同样可以达到充电50W的目标。

  综上所述,凹凸科技(O2Micro)的最新电荷泵方案可以让手机的充电功率在快充的基础上再提升一倍,解决手机电池容量增大和充电时间缩短的需求之间的矛盾,并且从根本上解决发热问题,为手机带来超长续航时间。

  附:凹凸科技CEO杜珣弤先生(Mr. Sterling Du) 介绍:

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  杜珣弤先生(Mr. SHYUN DII DU),生于中国台湾台中市,祖籍湖南长沙,毕业于国立台湾大学工程学专业,之后赴美留学,1984年进入加州大学圣塔芭芭拉分校跟随计算机架构大师Dr. Wood攻读电机工程理科硕士学位。在攻读硕士学位的过程中,杜先生钻研Intel CPU的整套中央架构体系的韬略要领,从而深刻的领悟到电耗散热是制约CPU计算的核心因素之一,这对杜先生今后的半导体创业领域选择产生了深远的影响。

  杜先生硕士毕业之后, 迫于生计,做过搬运工、技工等非常接地气的工作,之后才在当时行业内第三大的电脑终端机公司KIMTRON找到了正式的研发工作机会,运用8列平行单机进行运算设计,并且一版成功,一举成名后,才得以进入Intel公司架构设计团队, 从事Mobile CPU 80386SX/SL的主架构的研发工作。在1987年,他定义了世界第一款电源管理的Intel CPU架构---80386SL,其中包括世界第一个电源管理中断的架构SMM,并再接再厉定义设计出一直沿用至今的 SMI(System Management Interrupt), 奠定了今天所有移动装置的电源管理架构的基础,包括笔记本电脑、手机等。(参考Wikipedia: The i386SL variant 1988. The i386SL was introduced as a power-efficient version for laptop computers. The processor offered several power-management options (e.g. SMM), as well as different "sleep" modes to conserve battery power. It also contained support for an external cache of 16 to 64 kb. The extra functions and circuit implementation techniques caused this variant to have over 3 times as many transistors as the i386DX. The i386SL was first available at 20 MHz clock speed, with the 25 MHz model later added.)

  1989年,杜先生又发明了第一款触屏控制芯片,同时开启了申请专利之路。第一个专利来自多手指屏幕触控,以及鼠标速度受控制于手指的速度的特性一直沿用至今每一台移动装置上。(参考:Patent US5856822, 10.27.1995)

  在经历了五次创业失败之后,1995年,杜珣弤先生在美国硅谷创办了O2Micro(凹凸科技集团),同时担任董事长兼执行总裁(CEO), 并于1997年3月搬至开曼群岛,杜先生仍然担任董事长兼执行总裁(CEO)的职务。无论在哪里,杜先生都是O2Micro勇冠三军的领导者。一以贯之的强大内驱力使杜先生从来没有放弃的念头,率领公司于2000年在美国纳斯达克上市, 并且纳斯达克Power Management(电源管理)这一全新领域就是其创建的。自幼踌躇满志、博览群书、崇尚人文科技的杜先生始终是一位具有创新、科研精神的工程师。

  时至今日,杜珣弤先生仍然致力于创新技术、突破性技术的研发,他本人的国际专利至2019年止,共有217项之多,杜先生仍然在为公司开辟更广阔的模拟电源管理产品领域不断地奋斗拼搏、进取前行。

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