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USB-C平行充电如何提升用户体验

来源:analog 发布时间:2023-08-21

摘要: USB- c端口正在成为消费设备的标准,因为它们比以前的USB端口更具灵活性。在这些设备中,更高的功率和更长的电池寿命是越来越受欢迎的一些品质。因此,需要在更高的功率水平上给这些设备充电是越来越必要的。本文将介绍并行电池充电架构和用例的基础知识,以及将USB-C集成到这些用例中的效果。此外,本文还介绍了并行电池充电和USB-C在消费者市场中的集成、优点和缺点。

什么是电池并联充电?

在电池管理系统中,有几种方法可以操纵电池的配置以达到不同的结果。人们可以将电池放在串联配置中,这样可以提供更高的电压,但电池容量相同,通常适用于更高功率的产品。另一种选择是将电池并联配置,这样可以产生更高的容量,但电压相同。现在,更长的电池寿命对消费类设备来说是一个至关重要的因素,制造商需要在节省和扩展电池组的有效容量方面发挥创造性。实现延长电池寿命的简单解决方案的最佳方法是并行充电。简而言之,并联充电电池允许用户一次为多个电池充电,这为用户提供了更长的电池寿命和更高的可靠性。图1提供了常用的串联和并联电池配置的基本描述。


图1所示 串联和并联电池配置。

USB-C与现代并行电池充电市场的融合

如前所述,与之前的USB 2.0和USB 3.0相比,USB- c端口和设备能够以更高的功率水平充电。最新版本的USB-C规格为Power Delivery 3.1,最高可输出240w。现在,对于大多数消费产品来说,这可能是过度的,但这是为了强调USB- c与前几代USB相比提供的增强的稳健性。USB-C端口的功率增加与消费者对具有并联电池配置的设备的更大功率和更长的电池寿命的需求密切相关。当消费者设备的电池容量由于并联电池配置而增加时,为设备供电的充电器的功率需求也随之增加。除此之外,消费者市场的一个目标是允许用户尽可能多地访问他们的设备。USB-C接口的更高功率使消费者能够比以前更快地为设备充电,从而使他们有更多的时间随心所欲地使用设备,而无需连接充电线。

利与弊

USB-C并行电池充电已经进入了许多应用,并将继续在消费者应用中普及。虽然USB-C端口和电缆在功率、成本和简单性方面对消费者市场大有裨益,但也有一些缺点需要指出。

表1 USB-C和并联电池充电的好处

单芯电缆电源和数据在同一根电缆上,这在空间受限的应用中是有益的
高功率电平增加的容量和更高的充电水平允许更大范围的可能应用,包括低功耗消费设备和高功率工具和计算机
节省时间USB-C的高充电电流能力允许电池并联充电,从而在充电一个电池所需的时间内产生更多的可用容量
简单的集成USB-C电缆是可逆的,可以以任何方式插入,而并联增加额外的电池只需要将电源连接到新电池的端子上
减少长期的电子废物为多个设备使用一个通用的USB-C充电器将减少全球的电子垃圾
表2 USB-C和并联电池充电的缺点

港口差异如果两个端口不匹配,可能会出现功率级别的问题。多个接口包括Thunderbolt、Power Delivery 3.1和Power Delivery 3.0
更昂贵的额外的电池以及端口和电缆需要先进的技术来实现更快的充电,这比以前的版本更昂贵
电缆替代新的USB-C电缆将迫使USB-A, USB-B和micro-USB电缆被替换,旧的电缆将被淘汰
更大的规模添加额外的电池将占用额外的空间,这在尺寸是关键规格的应用中可能成为一个问题
增加了复杂性增加一块额外的电池会带来一些复杂的问题,比如需要平衡电池的老化,确保充电周期在相似的电压下开始,这样电池或电线就不会损坏

以MAX17330为例

图2显示了创建并行电池充电环境所需的主要工具之一MAX17330的示例。这部分是一个电池充电器,燃油计和保护器都在一个IC中。MAX17330将从USB-C兼容的充电器或转换器接收其电源,这将允许MAX17330以高速为并联电池组充电,允许用户尽可能多的实际使用时间。此外,这种配置允许电池放置在自己独特的位置,例如AR/VR耳机的对面或可折叠手机的两侧。使用这种芯片的一些好处是最大限度地减少了损耗和热量,防止了并联电池的交叉充电,并能够独立地为并联电池组充电。

MAX17330的实际应用

本文指出了一些优点和缺点,并向我们介绍了并行电池充电和USB-C的结合。既然我们对整个主题已经比较熟悉了,那么就应该指出一些实际应用程序。平行电池充电和USB-C已经开始进入一些消费市场。这些包括,但不限于,AR/VR耳机,无绳钻和其他工具,笔记本电脑和便携式平板电脑。在创建这些类型的系统时,表2中提到的挑战确实给设计人员带来了一些困难。在图2中,设备开始使用MAX17330来取代块,以及代替USB-C控制器的MAX77958和代替下游源的MAX77986。MAX77958允许设计人员通过独立解决方案和可定制的固件来简化设计,这些固件规定了USB-C的功率输出水平,而MAX77986可以作为USB-C的下游电源,为整个产品的其他部分供电。这种类型的设置对于功率要求为15w或更高的应用是理想的。对于低于15w的应用,MAX77789是其结合1S 3a充电器和USB-C检测的理想解决方案。为了实验这些部件的功能,您可以在这里订购MAX17330的EV套件,在这里订购MAX77789的EV套件。有关MAX17330的更多信息,请观看“MAX17330简介”。


图2 包括MAX17330在内的并联电池充电环境框图

结论

当今世界的消费者都在追求效率最大化,而不是在产品上浪费时间。Devices提供的所有这些产品都可以组合在一起,让消费者能够将USB-C的快速充电与并联电池组结合起来。这样可以提高效率,因为最终产品具有更长的电池寿命和更短的充电时间。随着消费市场的不断发展,设计师需要快速适应并找到满足客户需求的方法。USB-C和并联电池充电是寻找新方式为下一代消费设备供电这一不断变化的问题的下一个解决方案。

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