随着人(rén)們物質生(shēng)活水平的提高，親近大(dà)自(zì)然的戶外運動熱(rè)潮不可(kě)阻擋，成爲新世代年(nián)輕人(rén)更加熱(rè)衷的健康生(shēng)活方式。但(dàn)是，對于從(cóng)事(shì)于戶外工(gōng)作(zuò)，熱(rè)愛自(zì)駕遊、熱(rè)愛戶外運動的人(rén)們來(lái)說(shuō)，戶外生(shēng)活中缺電是亟待解決的難題，因而“戶外電源”新品類應運而生(shēng)。

機(jī)構數據顯示，自(zì)2016年(nián)到2021年(nián)，全球戶外電源出貨量增幅超90倍。早期産業主要集中在出口市場，近年(nián)來(lái)随着國(guó)内儲能産業的飛速發展，戶外電源開始逐步傳導到國(guó)内市場，産業規模與市場銷量持續猛增。

戶外電源與充電寶的區别

所謂戶外電源産品，從(cóng)用戶層面可(kě)以簡單理(lǐ)解爲傳統充電寶的“大(dà)型化”。大(dà)型化主要體(tǐ)現在幾方面：

√  功率大(dà)型化

√  目标設備大(dà)型化

√  輸出電壓大(dà)型化

√  輸出接口大(dà)型化

√  接口數量大(dà)型化

戶外電源與傳統充電寶的産品差異化說(shuō)明

但(dàn)是，從(cóng)技術(shù)角度來(lái)剖析，戶外電源與傳統充電寶存在天壤之别。目前，充電寶産品已經發展到了白(bái)熱(rè)化階段，整個系統技術(shù)設計(jì)路(lù)線都(dōu)是圍繞極緻的成本追求和集成化追求發展，充電寶SOC芯片可(kě)以說(shuō)除了電感、電容、接口、按鍵等不能集成的器件(jiàn)外，幾乎把所有能集成的功能都(dōu)集成到芯片裡(lǐ)面去(qù)了。而戶外電源産品當前正處于快(kuài)速增長階段，整個系統技術(shù)設計(jì)路(lù)線是圍繞極緻安全可(kě)靠和系統模塊化的兩大(dà)訴求發展。

戶外電源産品的系統應用設計(jì)架構圖

由上圖可(kě)以看(kàn)到戶外電源産品涉及的電源模塊非常多，并且涉及到AC-DC雙向逆變、大(dà)功率充放(fàng)電管理(lǐ)等技術(shù)，存在很高的電源技術(shù)設計(jì)門(mén)檻，系統設計(jì)難度可(kě)以說(shuō)是傳統充電寶的指數倍。

芯海PD芯片的戶外電源應用

在戶外電源的系統架構中，主控MCU是整個儲能産品的核心控制大(dà)腦，主要負責與各個電源接口模塊通信管理(lǐ)和系統控制管理(lǐ)，其中系統控制又包括顯示管理(lǐ)、按鍵管理(lǐ)、溫控管理(lǐ)、照(zhào)明管理(lǐ)、藍牙通信管理(lǐ)、風(fēng)扇模塊管理(lǐ)。

雖然中央主控MCU處理(lǐ)能力很強，但(dàn)是由于“中央”事(shì)務非常繁忙，且外部電源模塊的“瑣事(shì)”實在太多，因此也很難兩者兼顧。因此，外部電源模塊的“瑣事(shì)”通常會安排到各個“地方”主控進行管理(lǐ)。“地方”主控隻需要把“中央”主控想要了解的信息上傳下達即可(kě)。

戶外電源的外部電源模塊主要包括雙向逆變AC-DC轉換模塊、應急啓動電源DC頭輸出模塊、無線充管理(lǐ)模塊、C口快(kuài)充電源模塊、A口快(kuài)充電源模塊。“中央”主控與“地方”主控的通信交互接口方式一般爲IIC接口，也有UART接口或SPI接口。

随着PD協議(yì)及UFCS協議(yì)的普及，戶外電源産品對于C口快(kuài)充電源模塊“地方”主控MCU的要求越來(lái)越高。除了需要支持PD協議(yì)、SCP協議(yì)、AFC協議(yì)、QC協議(yì)、VOOC協議(yì)、UFCS協議(yì)等多種協議(yì)之外，還(hái)要能夠根據與終端協商情況，分(fēn)别控制多路(lù)獨立DCDC輸出給到終端充電，還(hái)能支持多種通信接口把C口的協議(yì)情況及功率情況上報給“中央”主控MCU。

對于該“地方”MCU主控要求，芯海科(kē)技CS32G020可(kě)以完美勝任。CS32G020支持兩路(lù)獨立PD快(kuài)充+兩路(lù)獨立多協議(yì)快(kuài)充，27個外部GPIO口可(kě)以同時控制兩路(lù)BUCK/BOOST電源，并且支持多種外設接口包括IIC、SPI、UART。安全方面CC耐壓支持25V，Latch Up 400mA，ESD-8KV。

除此之外，芯海科(kē)技針對UFCS協議(yì)推出了專用協議(yì)芯片：CPW3101。該産品可(kě)以支持雙向UFCS通信控制，可(kě)用于儲能電源、手機(jī)、PC、平闆等終端産品當中。

基于CS32G020+CPW3101的儲能産品C接口電源模塊設計(jì)如(rú)下：

在該C口電源模塊設計(jì)中，一顆CS32G020芯片可(kě)同時對兩個C口進行獨立充放(fàng)電管理(lǐ)，在滿足戶外電源模塊化主流設計(jì)的基礎上，大(dà)大(dà)降低模塊的BOM成本以及模塊體(tǐ)積。

芯海科(kē)技作(zuò)爲國(guó)内首批推出USB PD快(kuài)充協議(yì)芯片的芯片原廠(chǎng)，參與了中國(guó)快(kuài)充行業标準UFCS的制定。近年(nián)來(lái)，公司針對各個細分(fēn)的應用領域，相(xiàng)繼推出多款PD快(kuài)充旗艦新品，在安全性、易用性等方面精益求精，實現了PD快(kuài)充産品全領域的系列化布局，能夠爲客戶的終端産品PD快(kuài)充應用提供更有針對性的系統性解決方案。