تهدف محولات الطاقة ، عادةً تلك التي تحتوي على مشاركة طاقة متعددة المنافذ ، إلى شحن / تشغيل أجهزة إلكترونية متعددة في وقت واحد. تحتوي محولات الطاقة على منافذ إخراج متعددة تعمل على تشغيل الأجهزة مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وغيرها من الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية التي تعمل بنظام USB. ركز المؤتمر على أول محول باك في العالم IC من Silanna Semiconductor ، SZPL3002A.
في معرض Power Up EXPO 2023 ، افتتح مدير تسويق المنتجات من Silanna Semiconductor ، Hubie Noto ، اليوم الثالث بملاحظات افتتاحية حول “مشاركة الطاقة الذكية لمحول الطاقة: كفاءة الطاقة”.
تماشياً مع مسار المؤتمر المتمثل في “اتجاهات تصميم تحويل الطاقة وإدارة الطاقة في الطاقة المنخفضة والعالية” ، يعد SZPL3002A خطوة إلى الأمام في حل تحديات إدارة الطاقة وتحسين الكفاءة. يوفر محول الطاقة المتعدد التقليدي نفس الطاقة القصوى لجميع الأجهزة المتصلة متجاهلاً نوع الجهاز المتصل ومستويات الشحن الخاصة به. وهي تتميز عمومًا بقدرة محدودة أو معدومة على مشاركة السلطة الديناميكية.
يتميز SZPL3002A بخصائص مشاركة الطاقة وإعادة التوازن الذكية متعددة المنافذ ، والتي تعمل على تحسين عملية الشحن مع الحماية من التحميل الزائد والسخونة الزائدة.
تقاسم الطاقة الذكي التكيفي في SZPL3002A
ضع في اعتبارك محولًا متعدد المنافذ بتصنيف طاقة 65 واط. تتصل وحدة التحكم في توصيل الطاقة (PD) بجهاز متصل للتأكد من متطلبات الطاقة. عندما يتم توصيل جهاز واحد ، ومستوى بطاريته 20 بالمائة أو أقل ، فإن وحدة التحكم PD ستخصص 100 بالمائة من الطاقة المتاحة لهذا الجهاز.
عند إدخال جهاز إضافي وتوصيله ، يتصل جهاز التحكم PD بالجهاز المتصل حديثًا لتحديد متطلبات الطاقة الخاصة به. على سبيل المثال ، لنفترض أن الجهاز الثاني عبارة عن هاتف ذكي بمستوى بطارية يبلغ 30 بالمائة. في هذه الحالة ، ستقوم وحدة التحكم PD بضبط تخصيص الطاقة للجهاز الأول إلى 57.5 واط وتخصيص 7.5 واط للهاتف الذكي ، كما يتضح من الشكل 1.
ما الذي يتيح المشاركة الذكية للطاقة في SZPL3002A
بفضل كفاءة توصيل الطاقة التي تزيد عن 98٪ ، يسمح SZPL3002A بتبديل الترددات من 667 كيلو هرتز إلى 2 ميجا هرتز ، وبالتالي استيعاب متطلبات الطاقة المتنوعة لجميع أنواع الأجهزة التي يمكن توصيلها بها. يشير نطاق التردد العالي أيضًا إلى كثافة طاقة أعلى مع السماح باستخدام مكونات أصغر بكثير.
إنه حل شامل يجمع بين محول باك متزامن عالي الكفاءة ووحدة تحكم USB-PD ، مما يخلق منفذ USB-PD متوافقاً بالكامل داخل دائرة متكاملة واحدة. يمكن لهذا الجهاز تقديم جهد إخراج ثابت وملامح إمداد طاقة قابلة للبرمجة (PPS) ، مما يسهل الشحن السريع للأجهزة المتصلة. تم تحسين محول باك هذا للحصول على أعلى أداء كفاءة عبر نطاق جهد الخرج من 3.3 فولت إلى 21.5 فولت.
تم دمج SZPL3002A مع وحدة تحكم منفذ متقدمة ، والتي توفر مصدر طاقة منفذ USB كامل. فيما يتعلق بتوافق المنفذ ، يدعم محول باك هذا بروتوكولات Qualcomm® QuickCharge ™ و QC2.0 / 3.0 / 4.0 / 4.0 + / 5.0 ويدعم منافذ الإخراج من النوع C ومنافذ النوع A.
يشتمل المحول على FET علوي منخفض المقاومة (ترانزستور تأثير المجال) يبلغ 41 ملي أوم ، و FET أقل بمقاومة 38 ملي أوم ، مما يوفر نطاقًا واسعًا لجهد الخرج من 3.3 فولت إلى 21 فولت. لا تتطلب أي FETs خارجية. بالإضافة إلى ذلك ، تم تجهيز المحول بإجراءات السلامة الأساسية ، بما في ذلك الحماية من التيار الزائد ، وحماية الجهد الزائد ، و I2C حافلة للاتصالات ، مما يضمن عملية موثوقة وآمنة.
للاتصالات ، تم دمج SZPL3002A مع مصدر طاقة 100 ميجاوات VCONN لتشغيل وقراءة الكابلات ذات العلامات الإلكترونية ، كما يتضح من الشكل 2.
الإدارة الحرارية المتقدمة في SZPL3002A
والجدير بالذكر أن محول الطاقة هذا يتميز بخاصية خفض الطاقة – القدرة على ضبط خرج الطاقة بناءً على ظروف درجة الحرارة. في ظل هذه الميزة ، يقوم محول الطاقة بذكاء بضبط خرج الطاقة الخاص به لضمان التشغيل الموثوق والآمن حتى في البيئات ذات درجات الحرارة العالية بدلاً من خفض مستوى أدائه أو إيقاف تشغيل وظيفته تمامًا. تعمل ميزة Power Derating وكونها ميزة قابلة للبرمجة على تعزيز الإدارة الحرارية الكلية وقدرات الحماية للجهاز. يضمن بقاء الجهاز في ظروف تشغيل آمنة ، مما يمنع ارتفاع درجة الحرارة والأضرار المحتملة ، وبالتالي توفير طبقة إضافية من الموثوقية وطول العمر.
عندما تتجاوز درجة الحرارة مستوى التحذير القابل للبرمجة ، تحول SZPL3002A إلى مستوى طاقة منخفض مع الجهاز المتصل. مع وضع السلامة في الاعتبار ، تقوم SZPL3002SA بفصل المنفذ إذا ارتفعت درجة الحرارة فوق مستوى حرج. يسمح الثرمستور الخارجي NTC بمراقبة درجة الحرارة هذه.
مقارنة بين إعادة موازنة الطاقة الحالية وتلك الموجودة في SZPL3002A
لأغراض المقارنة ، دعنا نفكر في شاحن بأربعة منافذ تم تقييمه بقدرة 100 وات كمثال لمحول طاقة موجود مسبقًا مع ميزات مشاركة الطاقة الحالية. مع ثلاثة منافذ من النوع C ومنفذ واحد من النوع A ، يتم تحديد آليات مشاركة الطاقة الحالية مسبقًا اعتمادًا على عدد الأجهزة المتصلة. ومع ذلك ، يمكن توزيع الطاقة بغض النظر عن نوع الجهاز المتصل ومتطلبات الطاقة الخاصة به. سيكون لكل منفذ خطوات طاقة قصوى منفصلة ، بناءً على أي منها لديه اتصال. مثل هذه الآلية لتقاسم الطاقة ترقى إلى خسائر غير ضرورية في الطاقة وبالتالي تؤثر سلبًا على الكفاءة والأداء.
في المقابل ، SZPL3002A هي الأقرب لتزويد جميع المنافذ الأربعة 100 واط. المنافذ في محول باك هذا خالية من خطوات الطاقة المنفصلة. عندما يتم توصيل جهاز بأي من المنافذ الموجودة على المحول ، فإنه يحدد عقدًا ويأخذ ما يحتاجه من الطاقة المتبقية – هناك اتصال “ذكي” بين كل منفذ على SZPL3002A.
علاوة على ذلك ، يمكن لمحول باك هذا إعطاء الأولوية لشحن طاقة عالية حتى عند توصيله بأجهزة أخرى منخفضة الطاقة نسبيًا لأنه “ يحصد ” الطاقة من المنافذ الأخرى غير المستغلة. هذا يميز SZPL3002A حيث يمكنه إعادة توازن مصدر الطاقة لكل منفذ في أي وقت.
ترافق المرونة والتوافق الأوسع تصميم تقاسم الطاقة الذكي الخاص بـ SZPL3002A. الجهاز جميع العوامل في الظاهرة الشائعة لجهاز متصل تتطلب المزيد من الطاقة في البداية لشحنها وتعديلها بشكل أكثر ذكاءً للإمداد وفقًا للمتطلبات المحددة.
ومن ثم ، فإن SZPL3002A هو محول باك متزامن حديث ومناسب تمامًا لتطبيقات إمداد منافذ USB مع توفير الكفاءات العالية المتاحة في شكل صغير تنافسي. كما أن تصميمها صديق للبيئة ، مع انخفاض كبير في ثاني أكسيد الكربون2 الانبعاثات.
اكتشاف المزيد من مجلة الإخلاص
اشترك للحصول على أحدث التدوينات المرسلة إلى بريدك الإلكتروني.
