【導讀】:隨著越來越多的智能手機搭載無線充電功能后,無線充電市場持續升溫。無線充電SoC方案也推層出新,FSM、Drmos、Mos集成方案,哪種方案更勝一籌呢?
在新一輪的爆發潮中高集成度的系統級芯片方案“SoC”可以預料將成為無線充電TX最具潛力的發展架構,引領今后無線充電的主流方向。以5W方案為例,這種集成方案到目前有三種方案,一同推動無線充電TX市場格局的轉變與發展。
FSM集成方案(如下圖)
該方案作為市面上早期的單芯片集成方案,將外圍器件全部集成在一顆單芯片內,內部集成了無線充電驅動,運放,主控內核,Mos, Mos Driver等功能。
Drmos集成方案(如下圖)
其方案主要由一顆控制芯片和一顆智能全橋芯片SmartBridge構成,智能全橋芯片集成了全橋Mos和Driver,做到Mos和Driver匹配,如上圖所示。該方案具備高集成度的品質,整體面積減小,把大部分外圍電路都集成入IC內。
Mos外置SoC方案(如下圖)
這種方案下,PCB內部僅需一顆高度集成的SoC主控芯片,搭配兩個集成Mos,整個電路板非常簡潔,整體面積更小。SoC方案內部集成了無線充電驅動,運放,主控內核,內置溫度保護功能,所有功能由一顆芯片實現。
干貨硬碰硬
接下來, 我們從集成度、功能及性價比三個方面來解析這三種方案:
集成度大比拼:
對比這三種方案,可以得到三者集成度各有特點:
FSM集成方案,在無線充電出現的早期就主推高度集成,具有前瞻性。集成度很高,外圍器件少,“傻瓜式”設計非常簡單,便于客戶直接應用。不過后期產品升級和定制困難,同時最大輸入電壓也較低,誤操作時易燒板;
Drmos集成方案,在FSM集成方案上進行了改善,集成了全橋Mos和Driver,做到Mos和Driver完全匹配,提高了效率,有效解決EMI問題。不過沒有集成Buck或者LDO,需要外部加電源轉換器件,同時最大輸入電壓也較低,碰到異常適配器,或QC不穩定的適配器,很易燒板。
Mos外置SoC方案,采用Mos外掛,價格雖然不能做到最優,但是給設計帶來一些柔性,Mos外置使得客戶對于Mos可自行調節配置,優化Driver,同時降低主芯片問題。
功能大比拼:
對比這三種方案,可以得到以下功能差異:
FSM集成方案,作為較早登入市場的集成方案功能集成度高,主要性能都實現集成,設計簡單;但與此同時已無法滿足最新的CE標準, 同時芯片發熱嚴重效率低, 不方便燈光定義,可能逐步被市場淘汰;
Drmos集成方案,在FSM集成方案上進行了改善,集成Drmos,做到Mos和Driver匹配;但是想達到完美理想的使用效果,可能需要加上過壓保護電路,甚至某些情況下還需要加上散熱結構;
Mos外置SoC方案,除集成芯片外,外圍Mos外置,性能較高,能較好的適應和滿足當前主流無線充電產品的需求,以較優的價格,實現最佳的性能。
進一步對比可以發現:
1. Drmos集成方案的Drmos比Mos外置SoC方案MOSFET效率會低一些,發熱也會高,在效率及散熱上,Mos外置SoC方案由于其配置靈活性可以做到更好,更大程度優化整體方案性價比。由于Mos外置SoC方案Mos可自由配置,在5W低功率時,無需考慮散熱,可以使用導通電阻偏大一點,但價格更優的Mos;
2. 從性能上看,由于無線充電PCB板型很多,對于EMI認證來說具有一定考驗性。Mos外置SoC方案可以靈活配置驅動能力,調整MOSFET驅動的死區時間和驅動能力來優化EMI,甚至可以在內部MOSFET驅動和Mosfet gate之間串接電阻來進一步解決EMC問題,從而便于各種版型的TX通過EMI認證。
性價比大比拼:
在滿足主流客戶對無線充性能要求的情況下,(同時暫時拋開FSM方案無法過CE的問題),FSM集成方案和Drmos集成方案需要額外的過壓保護電路, 導致這兩個方案需要的元器件數多于Mos外置SoC方案; 但是因為5W 芯片周邊器件的選型和應用各家廠商都不一樣,一魚N吃的情況比比皆是,我們就不列出具體元器件數了。
總結
目前市場上無線充電TX格局中,這三種高集成度SoC方案并存,FSM集成方案簡潔,但由于內部無法升級等問題很多情況下可能難以滿足目前的市場需求,Drmos集成方案集成Mos和Driver;Mos外置SoC方案Mos外掛,集成其他外圍器件。這三種方案都各有特點,各有優劣,都推動了無線充電TX SoC集成化的發展。從長遠角度看,無論是從TX性能,還是生產成本和性價比上看,TX的發展趨勢或將過渡到Mos外置SoC方案上來。相比較而言,這一方案整體優勢明顯,能在小體積下高度集成,方便配置、降低開發難度;而且能夠有效降低成本和工藝開銷。在TX高集成度,靈活性更強的未來趨勢下,花落誰家我們拭目以待。
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