為提高智能型手機(jī)有線快充功率,主要從充電器和傳輸線、手機(jī)內(nèi)部充電IC與電池模塊三大零組件進(jìn)行修改。
新一代充電IC,增加電荷泵以降壓
TrendForce集邦咨詢旗下拓墣產(chǎn)業(yè)研究院表示,為提高充電效率,充電IC廠商推出新一代充電IC,在傳統(tǒng)充電IC外加入電荷泵(Charge Pump)進(jìn)行降壓,電荷泵為一種無電感的DC-DC轉(zhuǎn)換器,先串聯(lián)2個(gè)電容作為儲能元件進(jìn)行降壓,在電壓減半同時(shí)將電流增加為2倍,再并聯(lián)2個(gè)電容對電池進(jìn)行充電。
電池模塊進(jìn)行修改,串連雙電芯分散電壓、多極耳結(jié)構(gòu)承擔(dān)高電流
另一種手機(jī)內(nèi)部降壓方式則采用串聯(lián)雙電芯方案,透過串聯(lián)雙電芯,平均2顆電池承擔(dān)的電壓,借以讓充電效率翻倍;此外,雙電芯設(shè)計(jì)電池是2塊電芯同時(shí)充電,同時(shí)解決單電芯電池?zé)o法長時(shí)間維持峰值充電功率的缺陷。
為提升手機(jī)電池能承受的電流,品牌手機(jī)廠商則引入多(陣列式)極耳電池結(jié)構(gòu),目前主流電池多為3C電芯,支持最大4A或6A的電流輸入,3C電芯是由正極+隔膜+負(fù)極組成1層,連續(xù)卷繞而成,整個(gè)結(jié)構(gòu)僅一正一負(fù)2個(gè)極耳。
多極耳結(jié)構(gòu)則是在每一個(gè)卷繞層中都拉出1個(gè)極耳,使得電荷運(yùn)動路徑成倍縮短,從而降低整個(gè)電芯阻抗,并降低電池發(fā)熱量。
整合所有技術(shù),有線快充突破百瓦
過往品牌手機(jī)廠商僅單獨(dú)采用電荷泵或雙電芯技術(shù),有線快充功率最高于65W止步,到2020下半年小米、OPPO與vivo紛紛發(fā)表百瓦以上有線快充,透過同時(shí)使用電荷泵、雙電芯與多極耳結(jié)構(gòu)等技術(shù),達(dá)成高電壓高電流輸出,讓有線快充突破百瓦。
提升有線快充功率最大問題是電池容量將降低,小米曾表示,采用電荷泵技術(shù)將導(dǎo)致電池容量減少5%,若再采用雙電芯技術(shù),容量又將下降7%;此外,快充功率提升勢必造成電池壽命下降,散熱和安全性等問題增加,都是品牌手機(jī)廠商采用高功率快充需要考慮的。
而因應(yīng)有線快充功率持續(xù)提升,充電器、手機(jī)內(nèi)部充電IC與電池模塊相關(guān)零組件將迎來一波商機(jī)。