移动电源新国标对产品的电池状态监测、异常信息记录、数据读取及独立安全保护能力提出了更高要求。对于已经采用成熟快充平台的厂商而言,产品升级的重点并非重新开发整套充放电系统,而是在原有方案上补充智能电池管理及信息交互功能。

充电头网近期了解到,巨微推出一款MS1632智能电池安全管理芯片与英集芯IP5356M移动电源SoC组成的单串22.5W方案。

该方案中,英集芯IP5356M负责快充协议、升降压转换、电池充电及多接口控制;巨微MS1632则负责电池电压、电流和温度监测,并提供SOC计算、异常记录、数据显示、蓝牙通信和安全控制等功能。

两颗芯片分别承担功率转换和智能电池管理功能,可在成熟的英集芯22.5W快充平台上补充新国标所需的信息监测、记录与读取能力,为移动电源厂商进行产品升级提供参考。

此前,充电头网已经对巨微MS1632的芯片功能及新国标移动电源参考方案进行过介绍。本次方案进一步展示了MS1632与英集芯成熟快充平台组合的实际应用方式。

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方案外观

方案采用单串锂电池架构,PCBA正面集成英集芯IP5356M、巨微MS1632B、功率电感以及多颗充放电MOS管。

接口方面,方案配置一个USB-A接口和两个USB-C接口,组成1A2C多口架构。其中一个USB-C接口支持输入输出。

PCBA中央设置188数码管,可用于显示剩余电量、充放电状态及异常信息。左侧设置电池连接焊盘、NTC温度检测接口和蓝牙天线,板上还预留按键及调试接口。

PCBA背面主要设置USB-A、USB-C接口焊点,并设有实体按键。主要芯片及功率器件集中布置在正面,便于生产装配和散热设计。

方案结构详解

该方案采用英集芯IP5356M作为快充主控,负责单节电池充电、同步升压、快充协议识别、USB接口管理以及基础电量检测。IP5356M搭配一颗2.2μH功率电感及少量外围器件,即可组成一套功能完整的22.5W移动电源方案,并支持1A2C多接口应用。

在此基础上,巨微MS1632进一步对电芯、充放电端口及关键位置的电压、电流和温度进行采集,并承担SOC计算、异常事件记录、RTC时间标记、数据存储、数码管显示、蓝牙通信及信息读取等功能,补充新国标所要求的智能安全管理能力。

通过在成熟的英集芯22.5W快充平台上增加MS1632,厂商无需重新开发功率部分,即可对现有移动电源方案进行新国标功能升级,为缩短产品开发和认证周期提供参考。

接下来详细介绍一下这两款芯片。

巨微MS1632

MS1632是一款面向智能电池安全管理应用开发的高集成BMS芯片,该芯片内部集成32位48MHz MCU、12KB SRAM以及最高512KB Flash,并配置20路10位SADC、8路16位高精度ADC和独立运算放大器,可对电芯、电池组、充放电端口和PCB上的电压、电流及温度进行多通道采集。

MS1632本体集成1至4串AFE功能,可直接监测每节电芯的电压和温度,同时测量电池组电流,并对USB-A、USB-C等多个接口的电流与温度进行采集。

芯片单电芯电压检测精度约为10mV,电流采样精度约为70μV,还可搭配5路以上NTC热敏电阻,对电芯、PCB以及接口等重点位置进行多点温度监测。

芯片内置SOC算法和RTC实时时钟,可完成剩余电量计算、循环次数统计、使用时长记录以及异常事件时间标记。发生过压、过流、过温等异常后,系统不仅可以执行相应控制,还能保存异常类型、发生时间和相关运行数据,为后续读取和故障分析提供依据。

MS1632还集成BLE无线通信功能,并支持I²C、SPI和UART等接口。从方案板可以看到,芯片旁边直接连接PCB天线,无需再配置独立蓝牙SoC,即可与手机APP建立连接。

通过蓝牙连接后,手机端可显示剩余电量、充放电功率、电芯电压、电流、温度、循环次数及故障记录等信息,也可用于设备查找、售后诊断和参数读取。芯片还可直接驱动断码LED或连接TFT屏幕,方案厂商能够根据产品定位选择数显、彩屏或手机APP等不同交互方式。

MS1632采用QFN32 4×4mm封装,芯片待机电流低于5μA,整套参考方案待机电流约为10μA。对于长时间处于待机状态的移动电源而言,较低的静态功耗能够减少智能监测和蓝牙功能对电池续航的影响。

此前,充电头网已对巨微MS1632的芯片架构、新国标相关功能以及配套产测方案进行过详细介绍。

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英集芯IP5356

英集芯 IP5356 是一款集成多种主流快充输入/输出协议,以及升降压转换器、锂电池充电管理、电池电量指示等多种功能的移动电源SoC芯片,可以为快充移动电源的开发提供完整的解决方案。

这款芯片集成了市面多种主流快充协议,包括QC2.0、QC3.0、SCP、FCP、AFC、SFCP、MTK PE+ 1.1&2.0,以及USB C PD2.0/PD3.0和PPS协议,兼容BC1.2、苹果和三星的快充标准,并支持多种接口配置,任一接口均可实现快充。

IP5356的同步升压系统可提供最高22.5W的输出功率,充电系统支持最高18W的输入功率,电池端充电电流可达5.0A。此外,芯片内置14位ADC和电量计,能够精确测量电池电压和电流,实现准确的电量显示。

IP5356 内置所有功率MOS和路径管理MOS,在应用时仅需一个电感实现降压与升压功能,外围器件极少,有效减小整体方案的尺寸,降低BOM成本。

充电头网总结

巨微MS1632与英集芯IP5356M组成的22.5W方案,核心思路是在成熟移动电源快充平台上增加独立智能BMS。

英集芯IP5356M负责快充协议、升降压转换、电池充电及1A2C接口管理,一颗芯片即可完成移动电源的主要充放电功能;巨微MS1632则负责电池电压、电流和温度监测,并补充SOC计算、异常信息记录、数据显示、蓝牙读取和安全控制能力。

对于已经采用英集芯IP5356M平台的厂商而言,这种组合可以在保留原有快充功率架构的基础上,进一步完善电池监测、异常记录和信息读取功能,降低移动电源新国标升级的开发难度。