今年6月份,中國開始執(zhí)行由中國手機行業(yè)制訂的手機充電器統(tǒng)一標準——YD/T1591。在該標準中,規(guī)定在充電器側(cè)吸納USB接口。然而在剛剛開始執(zhí)行不久,開放移動終端平臺組織(OMTP)宣布全球主要手機制造商已就通用手機數(shù)據(jù)電纜達成一致,從而為推出國際上統(tǒng)一的手機數(shù)據(jù)和充電器接口標準鋪平了道路。消息一傳出,業(yè)界一篇嘩然,頓時形成了截然相反的意見。一方聲稱,中國的充電器標準與所謂的國際標準互不兼容,而另一方則辯駁說兩個標準分別定義的是數(shù)據(jù)線兩側(cè)的端口,因而兩者沒有任何關(guān)系,互不影響。
實際上,筆者對這兩種說法都不贊同。第一種說法從根本上就站不住腳,兩個標準沒有任何沖突。但是否沒有任何關(guān)系呢？也不盡然!關(guān)于兩個標準的具體定義、差別以及相互的關(guān)系,筆者曾在11月份《電子工程專輯》上進行了討論,它們的關(guān)系應(yīng)該是覆蓋和被覆蓋的關(guān)系。關(guān)于這些本文不再贅述,而是著重討論一下這兩個標準所帶來的實質(zhì)效益,采用什么樣的方案才能更加貼合各自的應(yīng)用設(shè)計,以及充電器生產(chǎn)廠商應(yīng)采取的應(yīng)對策略。
標準的手機充電器為社會和消費者都有利益
首先應(yīng)該說,不管怎么評論這兩個標準之間的問題,兩個標準的出發(fā)點都是一致的。都帶來了明顯的社會效益和消費者利益。首先,隨著成本的降低,手機的更新速度呈現(xiàn)越來越快的趨勢,目前,城市用戶的平均換機時間連兩年都不到。大部分經(jīng)常換機的用戶都會有這樣的體驗,家里各式各樣的充電器都可以用“沓”來計算了,有時候要找到一個合適的充電器就要翻半天,不得已要經(jīng)常淘汰,從而造成了大量的電子垃圾,而實際上這些產(chǎn)品遠遠沒有達到它們自身的壽命。另一方面,用戶還都必須為這些附件產(chǎn)品來買單。
標準開始執(zhí)行后,用戶手持一個充電器,就可以應(yīng)對來自各個廠家的不同代別的手機終端。用戶可以從墻體充電,也可以從PC獲取電能。一根線即是數(shù)據(jù)線,又是充電線。不同用戶的充電器都可以共享。
充電器的具體解決方案及區(qū)別
充電器標準統(tǒng)一了,是不是充電解決方案都一樣呢？它們之間還具有差異化嗎？答案是肯定的。從外面看,似乎沒有什么區(qū)別,實際上,這些差別都體現(xiàn)到終端的內(nèi)部了。從充電器本身來看,目前仍面臨著一些挑戰(zhàn),包括:
1. 如何高效率管理多通道電源或負載；
2. 如何在充電時使來自USB的功率和效率最大化；
3. 如何在快速充電時實現(xiàn)高充電電流,或快速的充電速度。
Maxim公司推出適合于各類電池的手機終端系列充電器管理芯片,MAX8606就是其中一員。該芯片集成了單節(jié)鋰電池充電功能和電源通道選擇功能,完全兼容USB2.0規(guī)范和中國手機行業(yè)充電器標準。
圖1:美信公司最新推出的內(nèi)置充電器管理的多功能電源管理芯片功能圖。
MAX8606 Vbus的電流限制可以簡單地通過兩個GPIO來設(shè)置,電流限制分為三檔,包括符合USB2.0規(guī)范的100mA和500mA,另一個通過外部電阻(RSETI)編程設(shè)定,以適應(yīng)不同的交流適配器。
該芯片還可以將從Vbus吸取的電流在系統(tǒng)供電和電池充電之間動態(tài)分配,并優(yōu)先保證系統(tǒng)供電,如果交流適配器或PC機USB端口的電流輸出能力有限而不能同時保證系統(tǒng)供電和電池快速充電,或系統(tǒng)功耗突然增加,則電池快充電流被自動降低以保證系統(tǒng)正常供電。
最近,該公司又推出了集成度更高內(nèi)置充電器的完整的多功能電源管理芯片——MAX8662/MAX8663。器件內(nèi)置USB/AC適配器線性充電器以及Smart Power Selector,適用于單節(jié)可充電鋰離子電池供電的便攜式設(shè)備。它內(nèi)置有智能電源選擇電路,可實現(xiàn)外部輸入電源,電池以及系統(tǒng)負載之間的無縫分配,可用于3G智能電話、PDA、以及其他便攜式設(shè)備。電池充電時,器件自動斷開系統(tǒng)負載與電池的連接,并使用系統(tǒng)沒用到的輸入電源部分為電池充電,以充分利用有限的USB或適配器電源。所有需要的功率開關(guān)以及電流檢測電路,均集成于片上。
充電器的輸入限流最高可調(diào)節(jié)至2A,并可支持500mA、100mA以及USB掛起模式。充電電流可最高可調(diào)節(jié)至,以適用于寬范圍的電池容量。
除了充電管理外,MAX8663集成兩路高效率降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器、四路LDO以及內(nèi)置智能電源選擇器的完整充電器電路。MAX8662提供一路升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器,可用于最多七個WLED或OLED顯示器。兩路降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器具有高達97%的效率,可提供1V至的可調(diào)輸出,并支持和900mA的負載。四路LDO支持500mA、300mA以及兩路150mA的負載。
凌力爾特公司推出的充電器產(chǎn)品則強調(diào)終端產(chǎn)品的即插即用,而不管電池的電量狀態(tài)如何,或者說即便是機內(nèi)根本就沒有電池也沒有關(guān)系。該公司的充電器管理芯片也自成系列,其LTC4089就是典型的一款。該器件為一款自治的線性電源管理器,理想的二級管和獨立的高壓、高效率電池充電器。該器件工作于利用了Bat-Track功能的開關(guān)模式。Bat-Track是一種自適應(yīng)的輸出控制,其中的輸入電路使調(diào)節(jié)器輸出電壓自動地跟蹤電池電壓。于是,通過保持電池充電器上的電壓盡可能地低,最佳地利用可用的輸入功率,因此極大地改善了電池充電器的調(diào)整元件的效率。
圖2:凌力爾特公司LTC4089在不同充電電壓條件下的充電效率。
該款器件的顯著特點就是即插即用,將充電和供電分離開來。在充電的時候,電池和負載相互脫離,負載不再從電池而是從USB或墻體獲得電能。電源的能量首先供應(yīng)負載,而經(jīng)總線協(xié)商后,將可能的最大能量用于充電。
該款器件的另一個特點是具有高壓開關(guān)調(diào)節(jié)器前端,從而能夠接受高達40V的輸入電壓源,該范圍包含了汽車電源,IEEE1394火線電源以及經(jīng)過或未經(jīng)過調(diào)節(jié)的各種墻體適配器。高輸入電壓的特點使得IC不易受電壓輸入瞬變的影響,進而增加了IC和系統(tǒng)的免疫力和可靠性。從而擴大了器件的應(yīng)用范圍。
作為電源器件頭號供應(yīng)商的NSC則力推內(nèi)置USB充電和適配器充電多功能的電源管理芯片,例如LP3910和LP3913等。該芯片系列的主要特點是具有業(yè)界最豐富的功能,可以滿足最為復(fù)雜的3G智能手機的應(yīng)用。而另外一家電源產(chǎn)品大供應(yīng)商TI,除了提供豐富的充電管理芯片外,還比較重視相關(guān)的產(chǎn)品的提供,包括極為精密的電量檢測,電池的保護,充電器前端的保護電路等。提供的產(chǎn)品系列齊全,包括BQ24018、BQ24113以及BQ24316等。
充電器生產(chǎn)廠商應(yīng)該采取的對策
目前對手機充電器標準有抵觸情緒的首當其沖的充電器生產(chǎn)企業(yè),這些企業(yè)大都在珠三角地區(qū),因為標準的主要意圖之一就是減少電子垃圾的數(shù)量。提高充電器的利用率。但是,抵制歸抵制,這是有利用消費者的舉動,任何抵制都是徒勞的。市場的力量決定一切。充電器傳統(tǒng)銷售模式都是作為手機的附件來銷售的,標準的廣泛接受后,這種方式將壽終正寢,而是將作為單獨的零售貨配售的面目而出現(xiàn),在手機這邊當然還不可能徹底消失,而是從標配改為可選件來提供。
實際上,這些企業(yè)也無需過于悲觀。我認為,這可能引起市場模式的改變,或引起充電器歸屬地產(chǎn)生大變化,短期內(nèi)數(shù)量上還未必會減少很多。如很多辦公地點,還有機場,車站,乃至火車、輪船、長途汽以及公共汽車上,都可以提供這些服務(wù),賓館將不會在大堂里提供各式各樣的充電器,而完全可能將其配置到控制臺上而使其成為服務(wù)中的標配。從而提高服務(wù)質(zhì)量。
另一方面,由于充電器將作為獨立的產(chǎn)品來銷售,生產(chǎn)廠商可以將工藝美學(xué)的概念嵌進來。這樣也會加速用戶對充電器本身的更新?lián)Q代。
需要注意的是,作為配件時沒有品牌問題,但開放銷售后,品牌的問題就提出來了。所以,充電器生產(chǎn)商必須提前準備,利用過渡期,強化獨立的品牌意識,以獨立品牌推向大眾市場起步得越早,對以后的發(fā)展就越有利。
另外一個問題是認證問題。作為配件提供時,需要符合的是手機廠商的企業(yè)要求或標準認證,而開放市場則要求一個公共的測試認證標準。目前已有一些企業(yè)在泰爾認證實驗室進行了認證測試,但目前這是自愿模式,將來是否將轉(zhuǎn)換為強制模式,或者強制認證將由有誰來擔當目前尚不清楚。但無論如何,具有較強技術(shù)實力,在可靠性等方面做得較好,或者長期為大公司或國際品牌供貨的廠商會具有一定的優(yōu)勢。
作者:王健
