12月24日,小米公开了第三款自研芯片——澎湃P1充电芯片,同时这也是小米首款自研充电芯片,首次实现了120W单电芯充电方案。
据悉,澎湃 P1 充电芯片将会在12月28的发布会上正式亮相。
从双芯到单芯,小米的120W单电芯方案
如果智能手机的有线充电速度要达到120W,那么不出意外,应该是采用了双电芯系统。
双电芯系统的缺点是降低了手机内部的空间利用率,在同样体积的情况下,双电芯的容量要少4%。而且双电芯在放电时还需要一颗 2:1 芯片进行降压,它本身的转换效率会导致电量浪费 3%~4%。
而单电芯方案可以完美解决以上双电芯的问题,但是如何提高充电效率成为了新的问题?
澎湃P1如何实现120W单电芯快充?
在过去的单电芯快充体系中,要把输入手机的 20V 电压转换成可以充入电池的 5V 电压,需要 5 个不同种电荷泵的串并联电路。大量的电荷泵和整体串联的架构会带来很大的发热量,实际使用中完全无法做到长时间满功率运行,120W高功率快充几乎是不可能实现。
澎湃P1接管了传统的 5 电荷泵复杂结构,将输入手机的高压电能,更高效地转换为可以直充电池的大电流。
澎湃 P1 本身承担了大量的转换工作:传统电荷泵只需要两种工作模式(变压、直通),而澎湃 P1 需要支持 1:1、2:1 和 4:1 转换模式,并且所有的模式都需要支持双向导通,这意味着总共需要 15 种排列组合的模式切换控制——是传统电荷泵的 7 倍。正向1:1模式让亮屏充电效率更高,正向2:1模式可兼容更多充电器,正向4:1可支持120W澎湃秒充,反向1:2/1:4模式可支持高功率反向充电。
同时,澎湃P1还是业界首个谐振充电芯片,拥有自适应开关频率的4:1超高效率架构,谐振拓扑效率高达97.5%,非谐振拓扑效率为96.8%,热损耗直线下降 30% 。
想要做到120W高功率快充,充电效率是必不可少的要素,澎湃P1可做到0.83W/mm²超高功率密度,LDMOS也达到超低1.18mΩmm² RSP。澎湃P1 芯片内部需要用到三种不同耐压的 FLY 电容,每颗电容需要独立的开短路保护电路,而每种工作模式又需要严格控制预充电压,功率管数量接近传统电荷泵的两倍。并且因为拓扑设计和功能复杂度的提升,每片澎湃 P1 在出厂时都需要通过 2500 多项测试,远高于传统电荷泵。
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