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广芯微推出电动工具之电池包 快充应用解决方案
发布时间:2023/3/3 13:49:00 来源:永阜康科技
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电动工具是一个存量和增量都非常大的市场,中国是全球电动工具的制造大国。目前电动工具从工业等专业应用领域逐步向民生领域的发展,小型化、智能化和无绳锂电池化是整个行业今后的主要发展趋势。电动工具的无绳化比例在2021年已经达到65%,其中锂电类电动工具在无绳电动工具中的占比进一步提升,2021年达到93.5%,从而带动全球电动工具用锂电池的数量在2021年达到25.5亿颗,同比增长26.2%,折算成容量大约为16.3Gwh,占全球锂离子电池出货量的比重为2.85%。作为手持电动工具的电池包,本身由多串电芯 (3~6串)组成,随着行业和应用的进一步发展,需要使用PD/Type-C来实现大功率充放电,从而拓展电池包的使用场景、提升工作效率。结合行业新需求,广芯微电子携此前的大功率移动电源的成熟经验,推出多种电动工具电池包的芯片应用解决方案。

方案特点:

传统电池包充电器体积很大,充电功率偏小,不方便用户携带。选用PD充电器后,产品整体配件体积会大大减少,也随着携带。真正发挥无线电动工具的使用场景。

PD充电器/充电宝的普及,使电池包的充电变得非常方便。手机,平板,笔记本的电源都可以用来给电池包充电。

扩展了电池包的应用范围,在无线电动工具空闲时,电池包可以随着作为移动电源给用户的数码产品充电。

电动工具之电池包系统解决方案

方案1:基于现有电池包,推出扩展模块。

电池包扩展模块是一种高规格且支持PD协议的移动电源方案,提供了1个Type-A充电接口和1个Type-C高功率充电接口。其中在一个TYPE-C接口上支持双向的大功率充放电。可选支持QC2.0/3.0协议,最大100W的输入输出(需要5A E-Mark Cable)。USB TYPE-A接口上支持传统的5V充电,支持苹果快充协议。也可增加QC2.0/3.0等协议,实现双口输入快充。

UM3506作为SoC控制器芯片,负责为移动电源的主控实现板级的系统策略/状态控制及指示。结合双向的BUCK-BOOST电源IC,通过标准的I2C数字串行接口/PWM接口,该芯片可以访问和控制外部电源IC,从而实现充放电/升降压/电源系统设置等。

规格说明

PD/Type-C DRP双向方案,1个Type-C/1个Type-A

支持3~6串电池解决方案

Type-C 口输出: 5V/9V/12V/15@3A,20v/5A MAX(需要E-mark 5A线缆)

Type-C 口输入:任意输入,最大20V/5A(60W~100W根据实际需求定制)

Type-A口输出: 5V@2.4A (Apple), 9V@2A, 12@1.5A (QC2.0/3.0)

UM3506实现PD DRP协议,电源管理,并可与外置的电池包上的BMS进行通信,支持私有协议监控电芯状态,确保充放安全

方案2:集成Type-C接口的新型电池包

集成了Type-C接口的新型电池包,在一个TYPE-C接口上支持双向的大功率充放电。可选支持QC2.0/3.0协议,最大100W的输入输出(需要5A E-Mark Cable)。UM3506作为SoC控制器芯片,负责为移动电源的主控实现板级的系统策略/状态控制及指示。结合双向的BUCK-BOOST电源IC(SC8815),通过标准的I2C数字串行接口/PWM接口,该芯片可以访问和控制外部电源IC,从而实现充放电/升降压/电源系统设置等。方案可以方便的集成在BMS板上。

规格说明

PD/Type-C DRP双向方案,1个Type-C

支持3~6串电池解决方案

Type-C 口输出: 5V/9V/12V/15@3A,20v/5A MAX(需要E-mark 5A线缆)

Type-C 口输入:任意输入,最大20V/5A(60W~100W根据实际需求定制)

UM3506实现PD DRP协议,电源管理,BMS,并与电动工具通信,确保充放安全

UM3506芯片描述

UM3506芯片集成了USB PD 3.0, PD3.1控制器和一个更加具有开放性,灵活性的RISC-V 内核处理器。该系列产品可以用来支持增强型PD应用。该款芯片全面满足USB开发者论坛组织定义的USB3.1标准集里面的相关规范。

UM3506芯片同时集成了丰富的系统资源,降低了对芯片周边物料的需求。借助其强大的软硬件平台配置,设计人员可以更合理有效地利用芯片上MCU的资源,简化差异化应用软件的设计,缩短系统开发时间,同时更好地保证系统的实时性和可靠性,完美实现PD Plus的应用开发。

 

 
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产品型号 功能介绍 兼容型号 封装形式 工作电压 备注
M12219 M12219是一款面向单电芯 22.5W 移动电源应用的专用 SOC,集成了同步开关升压变换器、电池充放电 管理模块、显示模块、电量计算模块,支持PD3.0、QC3.0、AFC、FCP、SCP、BC1.2 DCP等主流快充协议,并提供输入/输出的过压/欠压、电池过压、过充/过放、NTC 过温、放电过流、输出短路保护等完备的保护功能。配合极简的外围电路,即可组成支持188-屏显示功能的22.5W多口移动电源。 QFN-40 3.3V-12V 单串升压型22.5W移动电源SOC
M12218 M12218是一款面向单电芯 22.5W 移动电源应用的专用SOC,集成了同步开关升压变换器、电池充放电 管理模块、显示模块、电量计算模块,支持PD3.0、QC3.0、AFC、FCP、SCP、BC1.2 DCP等主流快充协议,并提供输入/输出的过压/欠压、电池过压、过充/过放、NTC过温、放电过流、输出短路保护等完备的保护功能。配合极简的外围电路,即可组成支持LED显示功能的22.5W多口移动电源。 QFN-40 3.3V-12V 单串22.5W移动电源快充SOC
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M12239 M12239是一款面向双路独立的多电芯大功率移动电源应用的专用 SOC,集成了同步升降压变换器、电池 充放电管理模块、显示模块、电量计算模块,提供最大 140W 输入/输出功率,支持 PD3.1、QC3.0、AFC、FCP、SCP、BC1.2 DCP 等主流快充协议,并提供过压/欠压、过充/过放、过温等完备的保护功能。配合极简的外围 电路,即可组成单 C口大功率移动电源。辅以DC-DC芯片,可以扩展为3-8串电池双路独立的多口大功率移动电源。 QFN-48 3.3V-28V 双路3-8节多串升降压140W大功率移动电源SOC
M12369 M12369 是一款面向大功率快充应用的电源管理 SOC,集成了微处理器、双路降压变换器、快充协议控制 器,支持 PD3.1、QC3.0、SCP、FCP、AFC、BC1.2 DCP 等全部主流快充协议,结合少量元件即可组成双C 口的 140W大功率快充解决方案;辅以 DC-DC 芯片,还可扩展为3路独立的C+C+AA多口大功率快充解决方案。 QFN-48 6V-40V 3路降压型多口快充SOC
M12359 M12359 是一款面向大功率快充应用的电源管理 SOC,集成了微处理器、双路降压变换器、快充协议控 制器,支持 PD3.1、QC3.0、QC2.0、SCP、FCP、AFC 等主流快充协议。结合少量元件即可组成双路独立的降 压型 140W 多口大功率快充解决方案。 QFN-48 6V-40V 双路降压型多口快充 SOC
M12121 M12121是一款支持PD3.1的单口全兼容快充协议IC,集成了微处理器、USB Type-C接口、快充协议控制器,支持DFP/Source 和UFP/Sink功能,并集成了电源路径MOS和高精度采样电阻。其 CATH 管脚用于连接前级DC-DC的反馈节点或驱动AC-DC的反馈光耦。仅需极少的元件,即可组成高性能的充放电解决方案。 QFN-16 3.3V-28V PD3.1/QC3.0等单口全兼容快充协议IC
M12259 M12259 是一款面向双路独立的单电芯30W多口移动电源 SOC,集成了同步开关升压变换器、电池充放电管理、电池电量计算、电量显示等功能模块,支持PD3.1、QC3.0、AFC、FCP、SCP、BC1.2 DCP 等主流快充协议。工作时双路独立升压,任意单独一路均支持30W输出功率;两路同时输出时,输出总功率30W,并 支持动态功率分配。配合极简的外围电路,即可组成双路独立的单串30W多口移动电源方案。 QFN-48 4.5V-12V 双路单串升压型30W移动电源SOC
M12229 M12229 是一款面向2串电芯30W移动电源应用的专用SOC,集成了同步开关升降压变换器、电池充放电管理模块(内置均衡控制) 、显示模块、电量计算模块,提供30W输入/输出功率,支持PD3.1、QC3.0、AFC、FCP、SCP、BC1.2 DCP等主流快充协议,并提供过压/欠压、过充/过放、过温、过压、过流、短路保护等完备的保护功能。配合简单的外围电路,即可组成双串30W多口移动电源。 QFN-48 3.3V-12V 单路2串升降压30W移动电源SOC
M12269 M12269是一款面向3-8串电芯大功率移动电源应用的专用SOC,集成了同步升降压电压变换器、电池充放 电管理模块、显示模块、电量计算模块,提供最大 140W 输入/输出功率,支持 PD3.1、QC3.0、AFC、FCP、 SCP、BC1.2 DCP 等主流快充协议,并提供过压/欠压、过充/过放、过温等完备的保护功能。配合简单的外围电路,即可组成大功率多口移动电源管理方案。 QFN-48 3.3V-28V 多串升降压大功率移动电源 SOC
M12349 M12349 是一款面向大功率快充应用的电源管理SOC,集成了微处理器、升降压变换器、快充协议控制器,支持 PD3.1、QC3.0、SCP、FCP、AFC、BC1.2 DCP等全部主流快充协议,结合少量元件即可组成单C口的140W大功率快充解决方案;辅以 DC-DC芯片,还可扩展为双路独立的C+CAA多口大功率快充解决方案。 QFN-48 6.0V-40V 双路升降压多口140W快充SOC
M12029 M12029 是一款面向小家电/电动工具快充的专用SOC,集成了同步开关升压变换器、快充协议控制器、电池充放电管理、电池电量计算、电量显示、电机控制等功能模块,支持PD3.1、QC3.0、AFC、FCP、SCP等快充协议,最大充电功率140W,并提供输入过压/欠压、过温、过流保护等完备的保护功能。配合简单的外围电路,即可组成小家电和电动工具2-8节电池的快充方案。 QFN-28 4.5V-28V 2-8节电池快充IC
M3030 M3030 是一款面向车载充电器应用的电源管理SOC,集成了双向升降压电压变换器、16位高精度ADC、USB Type-C 接口、MOSFET 驱动接口,兼容BC1.2 DCP、PD3.0/PPS、QC2.0、QC3.0、AFC、FCP、APPLE 2.4A 等流行的快充协议,支持过压保护、过流 保护等完备的安全保护机制。 外围仅需很少的元件,即可组成33W的车载充电器应用方案 QFN-32 6V-30V 是一款面向车载充电器应用的电源管理SOC
M2186 M2186是一款面向单串27W移动电源开发的专用SOC,可以完成 DC-DC 升压/降压功能、支持QC2.0、QC3.0、PD3.0/PPS、BC1.2 DCP、Apple2.4A快充协议 QFN-36 4.5V-12V 单串27W移动电源SOC
M2688 M2688是一款面向移动电源应用的电源管理SOC,集成了双向升降压电压变换器、16 位高精度ADC、快充协议。利用 M2688,外围仅需很少的元件,即可组成2-7串电池的独立双口大功率移动电源。 QFN-48 2.8V-40V 2-7节双向升降压型锂电充放电管理IC,内置快充协议
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