前言
8月16日~18日,由充電頭網主辦的2022(夏季)亞洲充電展( Asla Charging Expo )在深圳福田會展中心3號館成功舉辦,作為2022年備受矚目的能源電子行業展會,現場匯聚了百余家能源電子產業鏈企業,展出了上千款新品,而凹凸科技也在本次展會帶來了多款高集成PD3.1、140W升降壓、雙PD口的解決方案和新品汽車級鋰電保護解決方案。

凹凸科技成立于1995年4月(納斯達克代碼:OIIM),致力于設計、開發、銷售應用于計算機、消費電子、工業,擁有業內資深的設計、管理團隊;分支機構遍布全球。凹凸科技擁有快速的市場響應能力、牢固的客戶關系以及強大的數?;旌显O計能力。
凹凸科技非常重視知識產權的開發和保護,擁有廣泛且大量的芯片和應用領域的國際發明專利,和為數眾多的注冊商標以及其他知識產權。凹凸科技的客戶涵蓋了計算機、消費電子、工業和汽車領域全球領先的生產商,所有芯片都在全球知名的芯片制造廠生產。

凹凸科技(O2Micro)從1999年開始涉入鋰電池管理產品的設計研發,至今已有17年的鋰電池管理產品設計使用相關經驗。在快充和鋰電池管理領域,凹凸科技的技術全球領先,申請的專利超過上百項。下面充電頭網為大家介紹凹凸科技本次展出的多款解決方案。
USB PD 快充方案介紹
凹凸科技 USB PD 方案主要有升/降壓+快充協議二合一芯片 OZ85312 系列、升/降壓控制芯片 OZ85211 系列、AC/DC 副邊4合1協議控制芯片 OZ8513 等。

凹凸科技 OZ85312 系列可選支持單口輸出的 OZ85312S 和支持雙口輸出的 OZ85312D。OZ85211 系列可選采用 QFN32L 5*5 封裝,支持 OTG 功能的 OZ85211B,和采用 QFN24L 4*4 封裝,不支持 OTG 功能的 OZ85211U。

凹凸科技 OZ85312 是一款通過汽車 AEC-Q100 認證的高度集成了 USB Type-C PD 以及 PWM 升/降壓的控制器。該產品支持 PD2.0 和 PD3.1 EPR 28V(8mV/Step,9.6mA/Step) 協議規范,并支持可調電源規范(PPS/AVS 28V),并兼容 BC1.2、UFCS、HVDC 和第三方專有的通訊協議,適合各種 PD 應用。

凹凸科技 OZ85312 提供 WQFN40L 6*6/QFN40L 5*5/WQFN48L 6*6/QFN48L 6*6 多種封裝可選,同時可選支持雙端口輸出。芯片集成電荷泵驅動高端 NMOSFET,支持 3.8V~30V 輸入,3.3V~28V 輸出,支持 200KHz~2.2MHz 可編程頻率,支持可編程恒壓、恒流、恒功率控制,可編程輸出線纜補償,支持OTG功能。

基于凹凸科技 OZ85312 的 140W PD3.1 方案如上圖所示,OZ85312 包含 RISK-V MCU,內置 16KB Boot ROM、64KB EEPROM、12KB SRAM,能實現支持各種通訊協議,智能根據輸入電壓、輸出電壓實現升壓、降壓、升/降壓的 PWM 轉換器,能用軟件設定各種保護功能并容易實現其它客制化功能,且通過 CC 線即可方便實現在線程序更新升級。

凹凸科技 OZ85312 包含各種基于硬件及軟件設定的雙重保護功能,比如 VBUS 過壓保護,欠壓保護,過流保護,短路保護,過溫保護,VCONN 限流保護等等,即使 MCU 沒有激活的情況下,亦能實現硬件的快速保護功能。OZ85312以極少的外圍器件,簡單的PCB Layout,為USB PD應用提供了極佳的解決方案。

凹凸科技 OZ85211 是一款通過汽車 AEC-Q100 認證的基于 USB PD 應用的 PWM 升降壓控制器,可選支持OTG功能,適合1~5串的鋰電池;芯片集成了高速12位的ADC,能實現對溫度、電壓、電流的高精度采樣。OZ85211 在 USB PD 協議芯片(如 OZ85312)的配合下,能實現 USB PD 的車載充電單路或多路應用。

基于凹凸科技 OZ85211+OZ85312 的 140W+65W 雙路 PD 方案如上圖所示。OZ85211 支持3.8V~24V 輸入,3.3V~21V 輸出,調節精度達 6mV;支持最高 5A 可編程電流,內置兩個下管 MOS,支持 200KHz~1MHz 可編程頻率,支持高達 1MHz 的 I2C 接口,支持可編程恒壓、恒流、恒功率控制,支持可編程輸出線纜補償。

凹凸科技 OZ85211 集成電荷泵驅動高端 NMOSFET,關斷待機電流小于 1uA,適合電池應用環境。芯片能智能根據輸入電壓、輸出電壓實現升壓、降壓、升/降壓的 PWM 轉換器;芯片包含各種保護功能,比如 VBUS 過壓保護,欠壓保護,過流保護,過溫保護等等。OZ85211 以極少的外圍器件,簡單的 PCB Layout,為 USB PD 應用提供了極佳的解決方案。
凹凸科技 OZ8513 是一款高集成4合1適配器解決方案,適用于快速充電適配器/充電器系統應用、高度集成的 USB PD 控制器。該產品集成基于 BMC 編碼的 Type-C 通訊內核,支持 PD 2.0 和 PD 3.0 V1.2 協議規范,并支持可調電源規范(PPS),兼容BC 1.2/QC 2.0/QC 3.0的通訊協議。
凹凸科技 OZ8513 支持恒壓模式,電壓范圍可從 3.3V 調整到 21.5V,恒流模式電流范圍可從 0A 調整到 12A, 集成可調電壓/電流的恒壓/恒流控制器和反饋到原邊的光耦驅動電路,實現實時、精確的電壓/電流調整,滿足快速充電系統安全、高效的工作需求。
凹凸科技 OZ8513 集成同步整流控制器,提高系統工作效率;集成電荷泵,驅動高端 NMOSFET,有效降低系統 BOM 成本;集成8位 MCU 子系統,內置20M 內部時鐘頻率,32k存儲空間,6k SRAM,8k ROM;集成高端精確電流采樣,有效避免 DFP 和UFP 間地電位差而致的信號傳輸錯誤。
凹凸科技 OZ8513 提供 QFN28L/SSOP24 兩種封裝可選,集成完備的保護機制,包括輸出電壓過壓保護、輸出電流過流保護、輸出短路保護及過溫保護;基于集成的高分辨率ADC,精確檢測電壓、電流和溫度等參數并供系統查詢;芯片支持睡眠模式以降低系統待機功耗。
電池管理系統(BMS)方案介紹
凹凸科技推出的 OZ8692 高集成度,高精確度的電池充電控制器,在業界率先實現集成4顆 MOSFET 混合動力啟動(HpB)模式;芯片通過使用 SMBus 通訊進行可編程的多種化學材料電池的充電控制,帶有混合動力升壓功能,使電池能夠和適配器同步供電滿足系統重載需求;芯片內部集成了兩顆驅動 MOSFET 和兩顆路徑選擇 MOSFET,集成同步Buck轉換拓撲。
凹凸科技 OZ8692 包括了所有必要的功能來滿足 2-4cell 的 Li-Ion,Ni-Cd 和 Ni-Mh 電池的充電需求,利用同步 Buck 電路實現高達 95% 的轉換效率,可以供應快速充電電流最大達到 6.016A(R4=10mΩ),最大輸入電流 5.504A(R3=20mΩ),并且支持適配器輸出電流/電池電流的信息監測。
凹凸科技 OZ8692 采用 VQFN405mm*5mm 無鉛封裝,供應混合動力升壓模式,倘若適配器無法滿足系統的電流需求,芯片可以通過提升電池電壓來同時使得電池和適配器為系統供電;芯片內置電池 OVP/OCP,適配器 UVP/OVP,嵌入式 OTP,支持輸出端系統 Power 測試功能(psys),支持輸出端 prochot# 保護信號。

凹凸科技 OZ37220 是一款高集成、低成本的數字前端(DFE)芯片,用于 10~20 串鋰離子電池的監控和管理,集成了14位高精度模擬數字轉換器(ADC),用于檢測單元電壓、溫度和充放電電流等,集成了16位 Sigma Delta 高精度模擬數字轉換器(ΣΔ ADC),用于電池組高精度電流和庫侖計數測量。

凹凸科技 OZ37220 集成了獨立的硬件保護機制以提高系統的可靠性,包括 OV、OV2、UV、UV 保護、充電過流(COC)、放電過流 DOC(DOC1 和 DOC2)和短路(SC)保護功能。芯片支持內部電池平衡(Cell-Balance)功能,可由外部主機控制執行 Cell-Balance;芯片還支持斷線檢測功能 Cell-Tap-Open(CTO)。

凹凸科技 OZ3717 是一款高集成,低成本,數字前端(DFE)IC,用 10~17 串鋰離子電池的監控和管理。OZ3717 集成了14位高精度模擬數字轉換器(ADC),用于檢測單元電壓、溫度和充放電電流等,集成了16位 Sigma Delta 高精度模擬數字轉換器(ΣΔ ADC),用于電池組高精度電流和庫侖計數測量。

凹凸科技 OZ3717 集成了獨立的硬件保護機制以提高系統的可靠性,包括 OV、OV2、UV、UV 保護、充電過流(COC)、放電過流 DOC(DOC1 和 DOC2)和短路(SC)保護功能。芯片還集成了電荷泵電路,驅動電池組高側N通道充放電 MOSFET,可為充電或放電 MOSFET 提供線性模式控制,以實現多個電池組并聯的自動平衡和熱插拔。
凹凸科技 OZ3717 支持內部電池平衡(Cell-Balance)功能,集成了內部 Cell-Balance 開關,可由外部主機控制執行 Cell-Balance;芯片同時支持斷線檢測功能 Cell-Tap-Open(CTO)。

凹凸科技 OZ7714 是一款高度集成,低成本的電池組監控和保護 IC,用于 7-14 電池鋰離子/聚合物電池組,適用于電助力單車,電動摩托車,電動工具,園藝工具,家用電器和其他應用。芯片集成 ADC 用于測量電池電壓、溫度和充放電電流。

凹凸科技 OZ7714 集成了硬件保護機制,可以獨立執行以下安全事件保護:OV、UV、COC、DOC(DOC1和DOC2)、SC、COT、DOT、CUT(可選)、DUT(可選)、CBOT 等。電池包的其他保護功能包括:斷線檢測功能 Cell-Tap-Open(CTO)和充電結束(EOC)檢測功能。當 CTO/EOC 事件發生時,芯片將關閉 FET,以確保系統安全。
凹凸科技 OZ7714 集成了 eLock 功能。對于電助力單車或真空吸塵器電池組,通過弱信號來控制電池組 MOSFET 的開或關;芯片還集成了凹凸科技的 BODTM(按需平衡)專利技術,提高電池平衡效率。

凹凸科技 OZ93510 是一款高集成數字前端(DFE)和32位 ARM Cortex-M0 MCU,32KBytes eFlash(8K x32位)的鋰電監控管理方案,支持擴展閃存(64 或 128Kbytes)的數據存儲。適用于 3~10 串鋰離子電池和鋰聚合物電池組的電量監測、電壓、電流、溫度檢測和保護場景。

數字前端(DFE)集成 14-bit ADC 測量電池電壓、溫度、電流;16-bit 電流 ADC 支持高精度電流測量及庫侖計;芯片支持單片機的一級保護和硬件的獨立保護;芯片提供多達22個 GPIO,包括12個通用 ADC 輸入,支持SPI、UART、I2C 串行總線。

凹凸科技 KALL16D 是一款高集成度,高性價比的電池組監控和保護 IC,用于 9~16 串電池鋰離子/聚合物/磷酸鐵鋰電池組管理。芯片集成了兩路獨立的高精度16位 ΣΔ ADC,一路測量電池電壓、溫度和充放電電流等,另一路測量電池組電流和庫侖計數測量。

凹凸科技 KALL16D 集成了完善的硬件保護機制,可以獨立執行以下安全事件保護:OV、UV、COC、DOC(DOC1 和 DOC2),SC、COT、DOT、CUT、DUT、UB 和 IOT。電池包的其他保護功能包括:斷線檢測功能 Cell-Tap-Open(CTO)和充電結束(EOC)檢測功能。當 CTO/EOC 事件發生時,芯片將關閉 FET,電池 OV 禁充功能,以確保系統安全。
凹凸科技 KALL16D 集成了 eLock 功能。對于電助力單車或真空吸塵器電池組,通過弱電開關控制電池組MOSFET的開關。芯片還集成了 凹凸科技的 BODTM(按需平衡)專利技術,提高電池平衡效率。芯片提供 I2C 接口,外部主機可以訪問 KALL16D 內部寄存器,讀取電池電壓、溫度、電池充放電電流和電池容量。

凹凸科技 JaguarEV 是一款高度集成化、高可靠的電池監測和保護 IC,用于汽車領域的16節電池監控及管理。采用隔離式差分菊花鏈通信接口,可以支持30個芯片堆疊應用,與外部主機進行長距離、高速通信。
凹凸科技 JaguarEV 集成了兩個16位高精度 Sigma Delta 模擬數字轉換器(ΣΔ ADC)同步工作,用于電池電壓和溫度測量,可以在 256uS 內對所有16節電池通道執行高度精確的電池電壓測量,多達6個專用高精度溫度通道,用于外部溫度測量。
凹凸科技 JaguarEV 集成了安全保護機制,可以進行高精度、高可靠性的測量和冗余安全檢測,包括過電壓(OV)、欠電壓(UV)、過溫(Over temperature)和通信錯誤,外部主機(微控制器)可以解除這些保護狀態。
凹凸科技 JaguarEV 集成了內部電池平衡功能,可由微控制器控制執行電池平衡,支持 100mA 內部電池平衡電流;對于更高的電池平衡電流,可以使用外部電池平衡電路。外部主機可通過 UART 接口與 JaguarEV 通信,帶有循環冗余檢查,以獲得最大的安全性。
充電頭網總結
本次亞洲充電展上,凹凸科技帶來的 PD3.1、140W 升降壓、雙 PD 口解決方案及汽車級 BMS 解決方案,不僅具備極高的集成度,有效節省PCB空間,降低產品開發門檻;而且方案采用諸多業界領先技術,提供強勁性能和豐富功能,滿足客戶不同使用需求。


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