在前不久，業(yè)內(nèi)知名芯片品牌英集芯推出了一款升降壓架構(gòu)、支持2到6串鋰電池、磷酸鐵鋰電池充電的電源管理芯片IP2368，用一顆芯片就能讓傳統(tǒng)電動工具無縫升級USB PD快充，并且能夠支持最大100W的充電功率，應(yīng)用于電動工具產(chǎn)品中，可以大大節(jié)省充電時間，提升工作效率。

       目前，充電頭網(wǎng)已經(jīng)拿到了基于英集芯IP2368開發(fā)的100W電動工具方案，今天就帶大家詳細(xì)了解一下這套方案的性能。

       一、英集芯IP2368電動工具方案簡介

       充電頭網(wǎng)拿到的這套IP2368電動工具方案除了PCB主板之外，還額外配備了一個電池組。其中電池組由8節(jié)鋰離子電芯組成，4串2并架構(gòu)，充電限制電壓為16.8V，額定容量為5.2Ah。

       電源主控PCB板的設(shè)計(jì)非常精簡，居中僅有一顆英集芯IP2368主控芯片，外置兩顆升降壓功率MOS管，充電接口的規(guī)格為USB-C。

       電源主控PCB板的背面僅有一顆功率電感和兩顆固態(tài)濾波電容，并絲印有英集芯logo以及IP2368型號。

       英集芯IP2368內(nèi)置四管H橋同步升降壓開關(guān)管驅(qū)動，支持PD3.0、AFC、FCP等多種快充協(xié)議，可自動申請快充以最大功率充電，輸入端支持5-20V電壓，通過升降壓電壓轉(zhuǎn)換，自動切換升壓或降壓，調(diào)節(jié)輸出電壓為多串電池組充電，還支持最大100W的反向放電輸出，填補(bǔ)了多串大功率鋰電池充電的市場空白。

       英集芯IP2368支持使用2-6節(jié)串聯(lián)的電池組，電池充滿電壓支持電阻設(shè)置，適配磷酸鐵鋰和三元鋰電池，充分滿足不同設(shè)備的電池種類。IP2368默認(rèn)支持四燈電量指示，電池組初始容量可通過電阻配置，可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的電量顯示。

       英集芯IP2368詳細(xì)規(guī)資料。

       與英集芯IP2368搭配是采用的升降壓MOS管來自銳駿半導(dǎo)體，型號RUH30J51H，雙NMOS管，耐壓30V。

       兩顆濾波固態(tài)電容規(guī)格均為35V 100μF。

       二、英集芯IP2368電動工具方案測試

       關(guān)于英集芯IP2368方案的測試主要分為輸出協(xié)議及PDO、兼容性、循環(huán)充放電、待機(jī)功耗、轉(zhuǎn)換效率五個部分，通過測試可以讓大家對這套方案的性能有一個深入了解。

       1、輸出協(xié)議及PDO

       使用ChargerLAB POWER-Z KT002直接測試該方案的輸出協(xié)議，顯示支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP、QC2.0、PD3.0等協(xié)議。

       在PDO方面，顯示支持5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五組固定電壓檔位。

       2、輸入兼容性測試

       使用Anker 20W安芯充通過英集芯IP2368電動工具方案為電池充電，輸入功率為8.81V 2.24A 19.83W。

       使用TEGIC 30W氮化鎵充電器通過英集芯IP2368電動工具方案為電池充電，輸入功率為20.26V 1.42A 28.83W。

       使用努比亞76W氮化鎵充電器通過英集芯IP2368電動工具方案為電池充電，輸入功率為19.47V 2.82A 54.92W。

       使用閃極100W氮化鎵充電器通過英集芯IP2368電動工具方案為電池充電，輸入功率為20.14V 4.96A 100.1W。

       使用蘋果140W氮化鎵充電器通過英集芯IP2368電動工具方案為電池充電，輸入功率為20.31V 4.64A 94.44W。

       輸入方面基本上選擇的一些熱門的充電器都可以輸出滿載的功率，最高100W左右。

       柱狀圖這里幾款100W的充電器自然排在前面，下面的柱狀圖排列按照充電器的最大輸出功率有序排列。

       3、輸出兼容性測試

       使用英集芯IP2368電動工具方案為iPhone 13 Pro Max充電，功率為8.91V 2.93A 26.19W。

       iPad Pro支持PD快充，使用英集芯IP2368電動工具方案為iPad Pro充電，可以觸發(fā)15V高壓快充，功率為32.92W。

       MacBook Pro 16 M1 Max配備的雷電4接口支持USB PD快充協(xié)議，使用英集芯IP2368電動工具方案為MacBook Pro 16 M1 Max充電，功率為19.31V 4.73A 91.42W。

       任天堂Switch的底座TV模式需要輸入15V電壓，且具備15V3A檔位才可以激活，實(shí)測使用英集芯IP2368電動工具方案為Switch的底座TV模式充電，底座接收15V高壓，成功激活底座TV模式。

       測試數(shù)據(jù)匯總，針對手機(jī)大部分都可以提供PD快充，游戲機(jī)、iPad以及筆記本則觸發(fā)15和20V高壓快充。

       柱狀圖這里，筆記本的功率均排在前面，除此之外整體上看柱狀圖的走向較為平緩。

       4、充放電循環(huán)測試

       使用100W充電器通過英集芯IP2368電動工具方案為電池充電，34分前輸入功率在97W左右，隨后功率和電流持續(xù)走低，于1小時30分充電結(jié)束。

       讓電池通過英集芯IP2368電動工具方案以5V3A 15W的功率持續(xù)放電，測試于4小時44分結(jié)束。

       將輸出檔位提升至9V3A 27W功率持續(xù)放電，最終測試于2小時42分結(jié)束。

       讓電池通過英集芯IP2368電動工具方案以12V3A 36W的功率持續(xù)放電，測試于2小時2分結(jié)束。

       讓電池通過英集芯IP2368電動工具方案以15V3A 45W的功率持續(xù)放電，測試于1小時37分結(jié)束。

       最后讓電池通過英集芯IP2368電動工具方案以20V5A 100W的功率持續(xù)放電，測試于34分結(jié)束。

       5、待機(jī)功耗

       待機(jī)功耗部分，先將電池組拆下，然后使用接上模擬電池，并激活PCB板。通過模擬電池可見，英集芯IP2368電動工具方案的待機(jī)電流約為0.217mA，功率0.003W。

       6、效率測試

       效率測試部分，接上模擬電池后，另一端先后接上電源或者負(fù)載，并使用兩塊萬用表檢測板端電壓，分別測試低電量、半電量、滿電量三種狀態(tài)下100W充放電時的板端效率。

       先來測試充電模式下的板端效率：

       將模擬電池的電壓設(shè)置為12.25V，模擬低電量狀態(tài)，并使用快充電源給模擬電池充電。此時板端輸入電壓為19.505V，電流5.037A；板端輸出電壓12.42V，電流7.477A。通過計(jì)算，此狀態(tài)下的轉(zhuǎn)換效率約為94.52%。

       將模擬電池的電壓設(shè)置為14.65V，模擬半電量狀態(tài)，同樣使用快充電源給模擬電池充電。此時板端輸入電壓為19.506V，電流5.003A；板端輸出電壓14.79V，電流6.317A。通過計(jì)算，此狀態(tài)下的轉(zhuǎn)換效率約為95.73%。

       將模擬電池的電壓設(shè)置為16.55V，模擬滿電量狀態(tài)，使用快充電源給模擬電池充電，測得板端輸入電壓為19.507V，電流4.981A；板端輸出電壓16.67V，電流5.619A。通過計(jì)算，此狀態(tài)下的轉(zhuǎn)換效率約為96.4%。

       英集芯IP2368電動工具方案100W充電轉(zhuǎn)換效率一覽表。

       測試完100W充電效率之后，再來測試100W放電效率。同樣選用模擬電池分別模擬低電量、半電量、滿電量三種狀態(tài)。輸出端正負(fù)極接電子負(fù)載，并從C口連接誘騙器用于誘騙20V電壓。

       首先來測試低電量模式下的100W輸出效率，將模擬電池的電壓設(shè)置為12.7V，負(fù)載電流直接設(shè)置為5A。此時測得板端輸入電壓為12.4V，輸入電流電流8.467A；負(fù)載端電壓19.876V，經(jīng)計(jì)算效率約為94.66%。

       將模擬電池電壓設(shè)為15.11V，模擬半電量狀態(tài)，此時板端輸入電壓為14.85V，輸入電流6.97A；板端輸出電壓19.87V，輸出電流5A，計(jì)算得效率約為96.5%。

       將模擬電池電壓設(shè)為16.81V，模擬滿電量狀態(tài)，此時板端輸入電壓為16.57V，輸入電流6.206A；板端輸出電壓19.875V，輸出電流5A。計(jì)算得效率約為96.63%。

       英集芯IP2368電動工具方案在100W升壓輸出時，轉(zhuǎn)換效率一覽表。

       充電頭網(wǎng)總結(jié)

       每年上億臺的出貨量造就了龐大的電動工具市場，不過目前快充技術(shù)在電動工具市場的應(yīng)用還有待推進(jìn)，現(xiàn)有量產(chǎn)電動工具產(chǎn)品中僅有少部分產(chǎn)品用上了快充技術(shù)。英集芯作為業(yè)內(nèi)知名芯片品牌，基于自身在DC-DC電源芯片以及協(xié)議芯片領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，率先推出電動工具專用快充方案，不僅支持100W大功率充放電，而且還擁有極簡的外圍電路，為傳統(tǒng)廠商以及新晉品牌提供了一站式的快充解決方案。

       英集芯IP2368電動工具方案具有高度集成、多協(xié)議、雙向100W大功率快充等諸多特點(diǎn)，實(shí)測能夠兼容市場面主流的充電器充電，應(yīng)用在電動工具上可以提升產(chǎn)品充電通用性；同時在輸出方面，也能滿足筆電、手機(jī)、平板、游戲機(jī)等常用電子設(shè)備的應(yīng)急充電需求。效率方面，無論是充電還是放電，無論是低電量還是高電量，IP2368的板端效率都能達(dá)到94%以上，可簡化散熱需求。

       據(jù)了解，英集芯除了推出IP2368之外，還同步推出了IP2326、IP2365等多款方案，其中IP2326目前已經(jīng)在小米米家電動螺絲刀批量應(yīng)用。如需了解更多產(chǎn)品方案，可與英集芯銷售或者代理商聯(lián)系。