電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/莫婷婷））電源管理芯片作為電子設(shè)備的電能供應(yīng)中樞和紐帶，隨著市場需求的增加出貨量也快速增長。在智能穿戴領(lǐng)域，技術(shù)的迭代也讓消費者越來越注重產(chǎn)品使用體驗，然而智能穿戴設(shè)備的相關(guān)問題還沒得到解決。例如智能手表，今年315晚會曝出低配版智能手表“偷窺”兒童，隱私安全問題昭然若揭。另一則事故指向電池安全：由于電池過熱造成燒傷，F(xiàn)itbit召回100多萬塊智能手表。

那么，延伸到電源管理芯片上，智能穿戴設(shè)備在電源管理芯片的升級迭代上還面臨哪些技術(shù)瓶頸，對于智能手表電池燒傷的問題，又該如何避免與解決？電子發(fā)燒友網(wǎng)與思遠半導體市場總監(jiān)黃林、創(chuàng)芯微市場一部經(jīng)理&創(chuàng)芯微聯(lián)合創(chuàng)始人劉文鑒進行了交流。

智能穿戴設(shè)備升級帶來的挑戰(zhàn)，需要廠商把電池保護做精做透

Fitbit此次召回的主要是在美國市場上的智能手表，根據(jù)美國消費者產(chǎn)品安全委員會公開提到的，F(xiàn)itbit收到的燒傷報告中涉及了三級燒傷和二級燒傷，其中有115份是來自美國市場，59份是來自海外市場。

對于智能手表出現(xiàn)電池過熱的問題，可能涉及多個方面的因素，在鋰電池方面，過度充電、充放電電流過大或溫度過高是原因之一；在電源管理芯片方面，芯片不合規(guī)等等也可能是原因。不僅僅是智能手表，如果TWS耳機出現(xiàn)電池過熱，其帶來的影響會更加嚴重。在2019年，就有網(wǎng)友爆料蘋果AirPods Pro出現(xiàn)過熱后裂開。

Fitbit產(chǎn)品涉及召回的4個型號

思遠半導體市場總監(jiān)黃林提到，針對電池過熱的問題，電源管理芯片可以從過壓保護、過流保護、溫度保護等等的環(huán)節(jié)進行考慮，加之對檢測精度、響應(yīng)時間等方面進行優(yōu)化。經(jīng)過多年的研究，思遠半導體的電源管理芯片不僅僅在電池保護性能上取得突破，還在轉(zhuǎn)換效率、功耗、尺寸、集成度等各個方面都不斷迭代。

例如智能充電管理芯片 SY6103，這款芯片采用CSP-9 1.725mmx1.725mm封裝，集成了線性充電管理、NTC檢測和保護、休眠模式、看門狗等功能，浮充電壓步進達到12.5mV，充電電流步進達到8mA，在保證低功耗的同時更安全的對電池進行充放電管理。黃林介紹，SY6103芯片已用于OPPO等品牌客戶TWS耳機中，并且還用于智能手表等穿戴設(shè)備上。

SY6103典型應(yīng)用原理圖（圖源：思遠半導體）

對于電池保護，創(chuàng)芯微市場一部經(jīng)理&創(chuàng)芯微聯(lián)合創(chuàng)始人劉文鑒認為需要對電池進行精確的電壓、電流及溫度監(jiān)控。更重要的是，面對市場需求升級，電源管理芯片將延長運輸和存儲時間，同時保障運輸過程的安全?；诖?，創(chuàng)芯微推出帶船運模式的CM1126B系列鋰電保護IC，采用DFN1*1小封裝，船運模式下功耗低至2nA，在實現(xiàn)TWS耳機超長時間待機的同時，避免電池深度放電導致的安全問題。

據(jù)了解，創(chuàng)芯微的智能穿戴設(shè)備電池保護芯片和方案已覆蓋單節(jié)分立、雙芯片二合一、單芯片二合一等所有領(lǐng)域。劉文鑒介紹，公司全系電池保護芯片具備高過充精度及高充電過流精度，并且完善的放電過流保護、短路保護及溫度保護功能，可避免電池在使用過程中出現(xiàn)任何安全隱患。

在技術(shù)升級迭代的過程中，業(yè)內(nèi)多家廠商推出池保護的創(chuàng)新方案，借一步解決了相關(guān)安全問題。未來隨著無線充電、快充等需求的增長，電源管理芯片將迎來新的升級。

電源管理芯片的迭代與升級：充電控制、電源架構(gòu)

數(shù)據(jù)顯示，2020年，我國電源管理芯片市場規(guī)模約占全球四成份額，預(yù)計2021年到2025年的年復合增長率增長將達到 14.7%。毫無疑問，面對市場需求升級，智能穿戴設(shè)備對電源管理芯片的性能需求將助推電源管理芯片工藝技術(shù)的迭代。

在迭代過程中，電源管理芯片將出現(xiàn)集成化、高效低耗化等特點，提升的方面主要是在于快充、低功耗、更高的轉(zhuǎn)換效率的能耗等。劉文鑒向記者提到了三大點：一是快速充電功能，需要電源管理芯片提供更加快速且更加安全的充電控制。二是需要更長續(xù)航時間，需要提升鋰電池能量密度，最有效的辦法就是提升電池電壓平臺，將電池充到更高的電壓，此時要求鋰電保護芯片有更高的電壓檢測精度。三是延長運輸和存儲時間，同時保障運輸過程的安全。

“由于智能穿戴設(shè)備里小功能的模塊和芯片會比較多，對于DC/DC、LDO，以及負載開關(guān)相關(guān)的數(shù)量也會更多?！彼歼h半導體市場總監(jiān)黃林認為，隨著整個產(chǎn)品形態(tài)更趨于穩(wěn)定和成熟，未來會有集成度更高的產(chǎn)品出現(xiàn)，能夠幫助終端的設(shè)計廠商優(yōu)化產(chǎn)品的性能、設(shè)計布局，以及整個產(chǎn)品的ID設(shè)計。

電源管理芯片已經(jīng)是提升智能穿戴設(shè)備性能和廠商差異化競爭的關(guān)鍵。目前，國產(chǎn)電源管理芯片廠商的產(chǎn)品和技術(shù)的布局都有不同的側(cè)重點。

基于智能穿戴設(shè)備需要更高的電壓檢測精度這一特點，創(chuàng)芯微推出的新一代單節(jié)電池保護芯片實現(xiàn)了業(yè)界最高的±10mV電壓檢測精度。例如對于需要延長運輸和存儲時間，創(chuàng)芯微推出帶CM1126B系列鋰電保護IC，船運模式的功耗為2nA，實現(xiàn)TWS耳機超長待機時間，并且外圍電路簡單，整體BOM成本低。

與數(shù)字芯片不同的是，電源管理芯片的迭代升級并不會針對制程節(jié)點，最重要的還是拓撲結(jié)構(gòu)、電源架構(gòu)上的控制環(huán)路等，這些因素都決定產(chǎn)品的整體性能。目前，業(yè)內(nèi)已有多家廠商在往這方面推進。值得關(guān)注的是，思遠半導體將在今年第二季度推出新一代產(chǎn)品，黃林介紹，該產(chǎn)品將采用新的電源架構(gòu)，從多方面帶來技術(shù)的迭代。

小結(jié)：

由于智能穿戴設(shè)備對續(xù)航時間、充電性能越來越敏感，電源管理芯片也越顯重要性。經(jīng)過多年的發(fā)展，國內(nèi)芯片水平不斷提升，模擬芯片也迎來了快速的迭代。值得一提的是，國產(chǎn)電源管理芯片正在往新能源汽車等更多新興應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)力，未來的發(fā)展值得期待。