随着人們物質生活水(shuǐ)平的提高(gāo)，親近大(dà)自(zì)然的戶外(wài)運動熱潮不可阻擋，成爲新世代年輕人更加熱衷的健康生活方式。但(dàn)是，對(duì)于從(cóng)事(shì)于戶外(wài)工(gōng)作(zuò)，熱愛自(zì)駕遊、熱愛戶外(wài)運動的人們來(lái)說，戶外(wài)生活中缺電是亟待解決的難題，因而“戶外(wài)電源”新品類應運而生。

機構數據顯示，自(zì)2016年到(dào)2021年，全球戶外(wài)電源出貨量增幅超90倍。早期産業主要集中在出口市場，近年來(lái)随着國内儲能(néng)産業的飛(fēi)速發展，戶外(wài)電源開(kāi)始逐步傳導到(dào)國内市場，産業規模與市場銷量持續猛增。

戶外(wài)電源與充電寶的區(qū)别

所謂戶外(wài)電源産品，從(cóng)用(yòng)戶層面可以簡單理(lǐ)解爲傳統充電寶的“大(dà)型化”。大(dà)型化主要體現(xiàn)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(wài)電源與傳統充電寶的産品差異化說明(míng)

但(dàn)是，從(cóng)技術角度來(lái)剖析，戶外(wài)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(dào)了(le)白(bái)熱化階段，整個系統技術設計(jì)路線都是圍繞極緻的成本追求和(hé)集成化追求發展，充電寶SOC芯片可以說除了(le)電感、電容、接口、按鍵等不能(néng)集成的器件外(wài)，幾乎把所有能(néng)集成的功能(néng)都集成到(dào)芯片裏面去了(le)。而戶外(wài)電源産品當前正處于快(kuài)速增長階段，整個系統技術設計(jì)路線是圍繞極緻安全可靠和(hé)系統模塊化的兩大(dà)訴求發展。

戶外(wài)電源産品的系統應用(yòng)設計(jì)架構圖

由上(shàng)圖可以看(kàn)到(dào)戶外(wài)電源産品涉及的電源模塊非常多，并且涉及到(dào)AC-DC雙向逆變、大(dà)功率充放(fàng)電管理(lǐ)等技術，存在很(hěn)高(gāo)的電源技術設計(jì)門(mén)檻，系統設計(jì)難度可以說是傳統充電寶的指數倍。

芯海PD芯片的戶外(wài)電源應用(yòng)

在戶外(wài)電源的系統架構中，主控MCU是整個儲能(néng)産品的核心控制大(dà)腦(nǎo)，主要負責與各個電源接口模塊通信管理(lǐ)和(hé)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)、照明(míng)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(néng)力很(hěn)強，但(dàn)是由于“中央”事(shì)務非常繁忙，且外(wài)部電源模塊的“瑣事(shì)”實在太多，因此也(yě)很(hěn)難兩者兼顧。因此，外(wài)部電源模塊的“瑣事(shì)”通常會(huì)安排到(dào)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(le)解的信息上(shàng)傳下(xià)達即可。

戶外(wài)電源的外(wài)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(yě)有UART接口或SPI接口。

随着PD協議(yì)及UFCS協議(yì)的普及，戶外(wài)電源産品對(duì)于C口快(kuài)充電源模塊“地方”主控MCU的要求越來(lái)越高(gāo)。除了(le)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(wài)，還要能(néng)夠根據與終端協商情況，分别控制多路獨立DCDC輸出給到(dào)終端充電，還能(néng)支持多種通信接口把C口的協議(yì)情況及功率情況上(shàng)報(bào)給“中央”主控MCU。

對(duì)于該“地方”MCU主控要求，芯海科技CS32G020可以完美(měi)勝任。CS32G020支持兩路獨立PD快(kuài)充+兩路獨立多協議(yì)快(kuài)充，27個外(wài)部GPIO口可以同時(shí)控制兩路BUCK/BOOST電源，并且支持多種外(wài)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(wài)，芯海科技針對(duì)UFCS協議(yì)推出了(le)專用(yòng)協議(yì)芯片：CPW3101。該産品可以支持雙向UFCS通信控制，可用(yòng)于儲能(néng)電源、手機、PC、平闆等終端産品當中。

基于CS32G020+CPW3101的儲能(néng)産品C接口電源模塊設計(jì)如下(xià)：

在該C口電源模塊設計(jì)中，一顆CS32G020芯片可同時(shí)對(duì)兩個C口進行獨立充放(fàng)電管理(lǐ)，在滿足戶外(wài)電源模塊化主流設計(jì)的基礎上(shàng)，大(dà)大(dà)降低(dī)模塊的BOM成本以及模塊體積。

芯海科技作(zuò)爲國内首批推出USB PD快(kuài)充協議(yì)芯片的芯片原廠(chǎng)，參與了(le)中國快(kuài)充行業标準UFCS的制定。近年來(lái)，公司針對(duì)各個細分的應用(yòng)領域，相繼推出多款PD快(kuài)充旗艦新品，在安全性、易用(yòng)性等方面精益求精，實現(xiàn)了(le)PD快(kuài)充産品全領域的系列化布局，能(néng)夠爲客戶的終端産品PD快(kuài)充應用(yòng)提供更有針對(duì)性的系統性解決方案。