充电头网拿到了智融科技全新推出的65W充电器+45W移动电源二合一 HPB 混动双模方案。这款方案配置1A3C四个USB接口,在接入交流电源时,AC-DC部分支持65W输出;脱离交流电源后,则由内部电池供电,移动电源部分支持45W充放电。
方案采用SW1125P、SW1656、SW2325P和SW6318四款核心芯片。
其中,SW1125P搭配SW1656组成65W氮化镓AC-DC电源,SW2325P用于快充协议、CV/CC调节及输出反馈控制;SW6318则负责电池双向升降压、1A3C接口管理以及电量显示。各接口的VBUS通路均采用智融科技SWT30N50开关管。
在充电器模式下,AC-DC电源输出接入公共VBUS后,可直接经过各接口的通路开关送至1A3C接口,无需再经过SW6318进行二次升降压转换,功率路径更短、转换损耗更低,能够实现较高的输出效率。同时,系统可根据外接设备负载和电池状态,将剩余功率分配给内置电池充电。切换至移动电源模式后,则由SW6318将电池电压进行双向升降压转换,再通过同一组接口向外输出。
该方案还支持边充边放,可根据外接设备的实际负载动态分配65W AC-DC输出,在为设备充电的同时,利用剩余功率为内置电池补充电量。
什么是HPB混动充电宝?
在介绍这款方案之前,我们也先来了解一下什么是HPB混动充电宝。
混动充电宝英文全称为 Hybrid Power Bank,简称 HPB。
这类产品将充电器与移动电源两种功能整合在同一设备中,内部同时设有AC-DC交流转换模块和电池储能模块:接入市电时可作为充电器为外接设备供电,脱离插座后则由内置电池继续输出,实现充电器模式与移动电源模式之间的切换。
与普通带插脚充电宝相比,HPB的核心不只是将两类硬件组合在一起,还需要对AC-DC输出、外部负载和电池充电进行统一管理。在接入交流电源后,系统可根据外接设备的实际取电功率动态分配能量,在满足设备充电需求的基础上,将剩余功率用于内置电池充电;拔出交流电源后,再切换至电池供电模式。
本次解析的智融方案便是一套HPB混动充电宝参考设计,内部集成65W AC-DC电源和45W双向升降压移动电源系统,并配置1A3C四个USB接口。
交流供电状态下,系统支持边充边放及动态功率分配;移动电源状态下,则由SW6318管理电池放电和接口输出,在一套硬件上覆盖墙充与移动供电两种使用场景。
下面充电头网就带来这款HPB混动充电宝方案的详细解析,一起看看方案设计。
智融科技65W充电器+45W移动电源二合一DEMO外观
智融科技这款二合一方案由AC-DC电源板和移动电源管理板两部分组成。
两块PCB通过排针连接。
实测该方案长度约为133.07mm。
宽度约为40.54mm。
高度约为35.72mm。
重量约为71.8g。
接下来对这两个模块分别介绍一下。
AC-DC模块采用单板设计,PCB正面设有共模电感、安规电容、高压滤波电解电容、变压器以及次级输出滤波固态电容等器件,完成输入滤波、整流储能、隔离变换和输出滤波。
PCB背面主要焊接整流桥、SW1125P反激控制器、SW1656同步整流控制器、光耦以及反馈采样等贴片器件,并设有排针连接器,用于将AC-DC模块与移动电源管理板连接。
接着来看移动电源管理板。
该模块配置一个USB-A接口和三个USB-C接口,并设有数码管显示屏和电源按键。板上焊接4R7合金电感,用于SW6318内部双向升降压功率级的储能和能量转换。
其中USB-A和一个USB-C接口用于输出,另外两个USB-C接口支持双向工作,既可为外接设备供电,也可连接USB-C充电器为内部电池充电。
该模块背面没有元器件。
智融科技65W充电器+45W移动电源二合一方案架构详解
这款方案的AC-DC部分采用反激拓扑,由SW1125P进行初级开关控制,SW1656完成次级同步整流。SW2325P根据外接设备的快充需求调节AC-DC输出电压,并通过光耦将反馈信号传递至初级,实现输出电压和电流调节。
整流后的直流电源送入公共VBUS通路,再经过各接口旁的SWT30N50开关管连接至1A3C接口。在AC-DC供电模式下,外接设备所需功率可直接通过VBUS通路及接口开关输出,无需经过SW6318内部双向升降压功率级进行二次转换,在缩短供电路径的同时降低转换损耗,进一步提升充电器模式下的输出效率。
移动电源部分以SW6318为核心。芯片内部集成四开关双向升降压功率级,直接搭配外置电感完成电池充放电转换,电池电能经SW6318转换后送入接口VBUS通路,通过同一组SWT30N50开关管向四个接口供电。
接下来也简单介绍一下这款方案的四款核心芯片。
智融SW1125P合封氮化镓芯片
AC-DC电源初级主控采用智融科技SW1125P。这是一款面向高频准谐振反激电源的合封氮化镓芯片,内部集成高压GaN功率器件、高压启动电路、输入掉电检测以及X电容放电功能,可减少传统氮化镓方案所需的外置驱动及高压启动器件。
SW1125P采用谷底锁定和谷底开启模式降低开关损耗,并通过频率抖动改善EMI表现。在轻载状态下,芯片可自动进入突发模式,空载待机功耗低于50mW。芯片支持8—90V宽范围供电和最高300kHz开关频率,采用QFN 6×8mm封装,并支持外接NTC进行温度检测。
在这款DEMO中,SW1125P负责65W AC-DC电源的初级开关控制,将整流后的高压直流电转换为高频交流信号,并通过变压器传递至次级。
智融SW1656同步整流芯片
次级同步整流采用智融科技SW1656。该芯片内部集成100V、6mΩ同步整流功率管,可直接替代传统肖特基整流二极管,降低次级整流损耗及器件温升。
SW1656支持CCM、QR和DCM多种工作模式,支持高侧和低侧同步整流应用,并具备自供电功能,无需额外配置辅助绕组。芯片内部还集成智能导通检测、快速关断和无源下拉功能,可降低振铃引起的误导通风险,采用DFN 5×6mm封装。
SW1125P和SW1656分别覆盖反激电源的初级控制和次级同步整流,两颗芯片共同组成这款DEMO的65W氮化镓AC-DC功率级。
智融SW2325P快充协议控制器
AC-DC输出控制采用智融科技SW2325P。该芯片支持PD3.2 SPR、UFCS、QC、SCP、FCP和AFC等主流快充协议,并集成CV、CC控制环路、光耦驱动、NMOS驱动以及VIN、VBUS泄放通路。
SW2325P支持3.3-22V输出调节,内部集成用于恒压控制的12位DAC和用于恒流控制的9位DAC,输出电压可按10mV步进调节,输出限流可按25mA步进调节。芯片支持OPTO、FB和I²C三种反馈控制方式,可适配不同AC-DC及DC-DC电源架构。
在OPTO模式下,SW2325P通过内部光耦驱动电路控制光耦,将CV、CC环路产生的反馈信号隔离传递至初级控制器,实现对隔离式AC-DC电源输出电压和电流的闭环调节。在FB模式下,芯片则通过FB接口输出调节信号,与带有FB反馈端的电源控制器配合,同样能够完成输出电压和电流调节,便于适配不同类型的电源控制架构。
在这款二合一方案中,SW2325P并不承担功率变换,而是负责识别外接设备的快充需求、进行CV/CC调节,并控制相应接口的VBUS通路。本方案采用OPTO反馈模式,SW2325P根据协议握手结果调节光耦反馈信号,再由SW1125P改变AC-DC功率级的工作状态,从而输出设备所需的5V、9V、12V、15V或20V等快充电压。
当设备请求5V、9V、12V、15V或20V等电压档位时,SW2325P根据协议握手结果调整反馈信号,由SW1125P改变AC-DC功率级的输出状态,从而实现充电器模式下的快充输出。
智融SW6318移动电源SoC
移动电源部分采用智融科技SW6318。这是一款面向2-3串锂电池及充电器二合一产品的多协议双向升降压SoC,芯片内部集成四开关Buck-Boost功率级、快充协议、电量计、电池检测以及多口管理功能。
这款DEMO中的SW6318按45W移动电源功率进行配置,外部仅需搭配升降压电感及少量滤波器件,即可完成电池充电和升降压放电。
相比采用独立双向升降压控制器和四颗外置功率管的方案,SW6318将四颗同步升降压MOS集成在芯片内部,能够进一步精简功率级器件和PCB走线。
SW6318还负责1A3C接口状态检测、快充协议、多口管理及电量显示。芯片内置库仑计和电池检测通道,可采集电池电压、电流及温度等信息,并驱动板载数码管显示剩余电量。
在移动电源模式下,SW6318将2—3串电池电压转换为接口所需的快充电压,并通过接口旁的VBUS开关管输出;在连接外部USB-C充电器时,双向接口则将输入电能送入SW6318,为内部电池进行升降压充电。
双模供电及混动充电详解
接入交流电源后,SW1125P和SW1656组成的AC-DC电源可提供最高65W输出。AC-DC模块输出接入公共VBUS后,可直接经过SWT30N50通路开关送至相应USB接口,不需要再经过SW6318内部升降压功率级进行二次转换,因此供电链路更短、转换损耗更低,充电器模式下具备较高的输出效率。
系统同时支持边充边放,可在为外接设备供电的同时,通过SW6318为内置电池充电。方案会根据外接设备的实际取电功率动态调整功率分配,在满足外部负载需求的基础上,将AC-DC电源的剩余功率尽可能用于内置电池充电。
外接设备取电功率较低时,系统可为电池分配更多充电功率;随着外部负载增加,电池充电功率也会相应降低,从而充分利用65W AC-DC模块的输出能力。内置电池端最高支持45W充电,实际功率还会受到外部负载、转换效率及电池状态等因素影响。
拔出交流电源后,系统切换至移动电源模式。SW6318通过内部四开关双向升降压功率级,将电池电压转换为接口所需电压,支持最高45W输出,并继续通过相同的1A3C接口为外接设备供电。
充电头网总结
智融科技这套二合一方案将65W AC-DC电源与45W移动电源系统整合在同一平台中,既可作为1A3C多口充电器使用,也可在脱离市电后切换为移动电源。
接入交流电源时,AC-DC模块输出可直接经过公共VBUS和接口通路开关送至外接设备,无需再经过移动电源升降压功率级,减少一级功率转换,在降低损耗、提升输出效率的同时,系统还能根据外接设备的实际取电功率动态调整功率分配,将剩余功率用于内置电池充电。
从方案构成来看,SW1125P、SW1656、SW2325P和SW6318分别覆盖初级控制、同步整流、快充调节以及电池充放电与多口管理,各接口再搭配SWT30N50完成VBUS通路控制。整套方案核心器件均由智融科技提供,软硬件协同关系更加清晰,也为品牌厂商开发65W充电器+45W移动电源二合一产品提供了较为完整的参考。
智融科技此前还推出过一套65W充电器与移动电源二合一混动双模充方案,在接入交流电源时支持65W快充输出,并可根据外部设备的实际负载,将剩余功率分配给内置电池充电。该方案与本次65W+45W设计定位接近,可进一步了解智融在二合一混动供电方面的方案思路。
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在较低功率段,智融科技还推出过30W移动电源与充电器二合一方案,同样支持充电器、移动电源两种工作模式,并可动态协调外部输出与电池充电功率。通过两套方案对比,也能看出智融二合一产品方案由30W向65W、多接口及更高集成度方向的升级。


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