電子發燒友網報道(文/劉靜)據中商產業研究院統計,2020年全球快充市場規模為500億元,同比增長15.21%,2022年有線充電器市場快充滲透率快速提高至95%,2023快充市場規模1000億元,年復合增長率達28%。隨著AI發展加劇終端應用的功耗增加,未來全球快充市場規模有望繼續擴大。
UFCS是由電信終端產業協會發布,華為、OPPO、vivo、小米牽頭,聯合榮耀、矽力杰、瑞芯微、立輝科技、昂寶電子等多家終端、芯片企業一起制定推動的新一代融合快充標準,旨在解決由各種私有快充協議互不兼容的問題。
該協議規定如果設備支持多種快充協議時,必須先進行UFCS的識別和通訊,當UFCS無法使用才可以使用其他快充協議。這樣的優先使用權使得UFCS真正做到一個充電器就可以給多個設備提供快充。同時,UFCS協議將設備分為供電設備、線纜和充電設備三個部分,三部分之間通過USB接口連接,可互相進行通訊和能量傳輸。因此,它可以為用戶提供更快速、更安全、更便捷的充電體驗。
UFCS融合快充最早在2020就開始做技術標準立項了,2021年5月正式發布,但首發的UFCS快充貌似并未引起多大波動,大部分廠商還是選擇跟進國外的PD3.1協議。直到2022年7月發布UFCS修訂版后,這種局勢才被逆轉過來,同年9月發布首批11款通過UFCS融合快充認證的產品。
近日,廣東省終端快充行業協會副秘書長賴俊亨透露,“截至2024年4月底,預計將有手機終端、芯片、充電器等加起來共100款產品會取得UFCS認證,這些產品也會陸續使用UFCS商標。”
![](https://file1.elecfans.com/web2/M00/C7/CC/wKgaomYNLieAUP9rAAF4v3OWNGo224.png)
相對為解決終端接口統一所制定的PD3.1,UFCS在電池保護、電壓電流精度方面更具優勢,這也是為什么在快充持續向中大功率發展過程中UFCS被快速普及、國內廠商快速跟進的原因。
賴俊亨表示,“未來會擴大現有應用落地,把UFCS快充,導入酒店、機場、咖啡廳等常見的手機快充應用場景。同時也會與其他產業緊密配合,特別是目前的兩輪電動車產業,它的安全性問題受到持續關注,我們希望把手機上UFCS快充的安全性概念整個導入兩輪電動車產業。”
多家快充廠商快速跟進ZVS電源開關技術
ZVS技術,全稱Zero Voltage Switching(零電壓開關),是一種用于降低電力損失和提高效率的電源開關技術。它的主要原理是在開關管切換時將電壓降至零,從而減少開關管的損耗。ZVS技術通過控制電路中的諧振頻率來實現零電壓開關,從而減少了開關管的損耗,提高了電路的效率。ZVS這種高效的電源開關技術正在得到快速應用,助力國內廠商向快充大功率突破以及降本。
PI是最快速跟進這種技術的快充廠商之一,它推出了SR-ZVS創新性電源開關技術,并在InnoSwitch5-Pro離線反激式開關IC產品上應用。這款IC內部集成了750V或900V的PowiGaN初級開關、初級側控制器、FluxLink隔離反饋功能,以及具有I2C接口的次級控制器。其中,SR-ZVS技術是通過控制初級主開關和次級同步整流開關來實現的,與傳統的有源鉗位工作相比,它不需要額外的高壓開關管及相應的控制電平移動電路,從而降低了系統成本。
此外,SR-ZVS技術與GaN(氮化鎵)技術的結合,使得電源效率得到了進一步提升。氮化鎵材料具有優異的開關性能,與SR-ZVS技術結合,能夠使得電源開關損耗幾乎為零,為電源設計帶來了革命性的改變。
在此次亞洲快充大會上,必易微也發布了新一代ZVS SR方案,即集成ZVS功能的同步整流控制器,這款產品可以精準的過零關斷,關斷傳輸延遲小于10ns,HV引腳耐壓高達130V。
中功率快充小型化、低成本、電池安全性成未來關注重點
快充技術在智能手機、平板電腦、電動工具以及新能源汽車應用領域發展迅猛,幾乎每天都在發生新的變化,那未來在快充技術中最值得關注、最具發展可能性的是哪些方面?
易沖半導體AC-DC協議產品線經理盧鼎鼎表示,“最值得關注和發展的,我認為是中功率的小型化。由于目前小功率段,比如蘋果的20W配件,通過氮化鎵合封,把體積做得非常小。但是對于中功率這一塊,是用戶體驗最好的功率段,但目前體積相對還是大的,未來如果把中功率段快充做小型化,我認為比小功率帶來的體驗可能會更好。”
橙果20w PD快充體積約為47.76cm3,蘋果20W PD充電器體積更小一些,為45.53cm3。而蘋果的61W、67W充電器體積比20W產品大3倍多,為156cm3。功率越大可以滿足消費者更快速充電的需求,但很明顯在中功率快充上體積沒有明顯優勢,不便于消費者外出攜帶。
為什么中功率快充充電器現在體積仍然較大?這是因為更高的充電功率,充電器內部的電路設計和元件需要更加復雜和密集。為了實現更大的功率輸出,充電器可能需要采用更多的功率轉換模塊和散熱組件,這些組件本身占用一定的空間,從而限制了小型化的程度。
其次散熱問題也是限制中功率充電器小型化的另一個重要因素。中功率充電過程中會產生比小功率多幾倍的熱量,如果不能有效地散熱,不僅會影響充電器穩定性和壽命,還可能對設備造成損害。因此,為了實現良好的散熱效果,中功率充電器可能需要采用較大的散熱片和風扇等散熱組件,這也增加了充電器的體積。
“小型化,我認為集成度要更高。另外一個的話,我認為就是快充的安全性問題,電池的壽命、多次循環的這些問題還是比較值得關注的。PD快充這一塊,所應用的產品會越來越多,常規有手機、電腦,還有現在見到的電動工具,我現在碰到剃須刀都已經實行快充了。所以小型化、安全性的問題,還是值得大家花更多時間來關注的”,寶礫微電子董事長鄧海飛說道。
中功率快充充電器小型化的關鍵在于散熱問題如何解決,對此杰華特系統設計總監俞楊威也提出了自己的獨到見解。他認為,“快充在充電過程中可能需要對電池熱量進行控制,我們如何讓它在充電過程中更智能地熱管理,在高倍率、升放電的時候,把熱量作為一個閉環的控制。”
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