電子發(fā)燒友網(wǎng)報道(文/李誠)我們都知道,筆記本電腦和臺式電腦最大的區別,在于電源功率的不同。由于用途、靈活性、空間問(wèn)題等多方面因素,臺式電腦往往采用冗余的電源設計,通過(guò)高功率的電源保證CPU、內存、顯卡等硬件,在超頻狀態(tài)下運行的可靠性和穩定性。
而筆記本電腦,同樣也會(huì )因為空間局限性、便攜性的要求,導致筆記本電腦在進(jìn)行視頻剪輯、游戲等,會(huì )出現瞬間超頻的工作進(jìn)程時(shí),電源功率無(wú)法滿(mǎn)足系統需求,電腦性能無(wú)法實(shí)現充分的釋放。
在如今的數字時(shí)代,輕薄、便攜的筆記本電腦,已成為我們生活中不可或缺的生產(chǎn)力工具。針對筆記本電腦電源功率低,無(wú)法應對系統長(cháng)時(shí)間超頻工作的這一問(wèn)題,芯片廠(chǎng)商南芯半導體和瑞薩也推出了,能夠不過(guò)多增加設備成本和體積的混合功率升壓(HPB)解決方案。
HPB是什么?如何讓筆記本性能充分釋放?
混合功率升壓(HPB)解決方案,主要由筆記本電腦內置電池和電源適配器兩部分組成。當筆記本電腦超頻工作,所需功率超出適配器的實(shí)際輸出功率時(shí),混合功率升壓HPB芯片就會(huì )調用電池能量,將電池能量經(jīng)過(guò)升壓后反向輸出,與適配器一同為系統供電。
同時(shí),混合功率升壓(HPB)工作模式可實(shí)現工作狀態(tài)的動(dòng)態(tài)調節,當適配器為筆記本電腦供電時(shí),混合功率升壓HPB芯片會(huì )自動(dòng)根據系統的功率變化,對電池充電的充電電流做出動(dòng)態(tài)調整,只有在超頻工作狀態(tài)下,才會(huì )觸發(fā)適配器、電池聯(lián)合供電,補充系統功率,以保證,筆記本電腦在重度使用的情況下,CPU、內存、顯卡等硬件性能得到充分釋放。
上圖是南芯半導體的一張“混合電源升壓電池充電器簡(jiǎn)化原理圖”。通過(guò)這張圖可以看出,混合電源升壓系統并不復雜,主要通過(guò)MOS管在電源適配器與電池之間來(lái)回切換,以滿(mǎn)足筆記本在不同工作狀態(tài)下,系統功率的變化需求。
并且,從電路設計以及物料使用情況來(lái)看,混合電源升壓系統無(wú)需而外升級外置適配器的輸出功率,也不會(huì )給筆記本電腦帶來(lái)太大的體積和成本壓力。
要想“絲滑”,HPB瞬態(tài)響應很重要
事實(shí)上,電腦系統功率會(huì )受到程序運行數量、CPU使用率、溫度等眾多因素影響,導致電腦的功率每時(shí)每刻都在變化。對于沒(méi)有冗余電源設計的筆記本電腦而言,想要保證電腦操作的流暢性,系統電源就要在系統所需功率變化的瞬間做出及時(shí)的補充。因此,混合功率升壓(HPB)系統的瞬態(tài)響應速度,對筆記本電腦的性能,起到了至關(guān)重要的作用。
目前,在混合功率升壓HPB芯片方面,南芯半導體共推出了SC89800、SC89780、SC89781三款產(chǎn)品供下游選擇。其中,150us超快速瞬態(tài)響應速度是這三款產(chǎn)品最大的亮點(diǎn)。當系統功率需要使用適配器與電池聯(lián)合補充時(shí),搭載這三款芯片的電源系統,能夠在150us超短時(shí)間內動(dòng)態(tài)調節電池電壓并輸出,實(shí)現系統所需功率與實(shí)際提供功率的動(dòng)態(tài)平衡。
HPB還有誰(shuí)?
其實(shí),瑞薩電子才是最早推出HPB解決方案的廠(chǎng)商之一。在2018年,該公司就推出了基于ISL9241的USB-C? Combo升降壓電池充電器解決方案,成為了業(yè)界中的首款產(chǎn)品。這一解決方案可以通過(guò)固件控制,電源系統在可以實(shí)現NVDC與HPBB模式之間自由切換,為筆記本電腦、超級本、平板電腦和移動(dòng)電源等移動(dòng)便攜設備,進(jìn)行窄電壓直流充電( NVDC )和混合功率升降壓( HPBB )充電。
?
在 NVDC模式下,ISL9241可自動(dòng)選擇適配器或電池作為系統電源。NVDC運行還支持Turbo模式,在適配器電流達到設定點(diǎn)時(shí)接通BGATE FET限制適配器電流。NVDC是系統控制器固件將配置變?yōu)镠PBB之前ISL9241的初始啟動(dòng)狀態(tài)。在大功率HPBB模式下,ISL9241支持旁路、旁路加充電、反向Turbo升壓模式,以及反向Turbo升壓模式加充電模式,在系統需要高功率電源支持時(shí)迅速補充,可以說(shuō)當時(shí)瑞薩推出的ISL9241,在電源領(lǐng)域確實(shí)是一項創(chuàng )新。
結語(yǔ)
總的來(lái)說(shuō),混合功率升壓(HPB)技術(shù)可以讓筆記本電腦在不過(guò)多增加設備成本和體積的前提下,通過(guò)適配器與電池聯(lián)合輸出,滿(mǎn)足筆記本電腦的超頻工作需求。對于增大電源適配器輸出功率而言,該技術(shù)或許就是現階段的最優(yōu)解。
而筆記本電腦,同樣也會(huì )因為空間局限性、便攜性的要求,導致筆記本電腦在進(jìn)行視頻剪輯、游戲等,會(huì )出現瞬間超頻的工作進(jìn)程時(shí),電源功率無(wú)法滿(mǎn)足系統需求,電腦性能無(wú)法實(shí)現充分的釋放。
在如今的數字時(shí)代,輕薄、便攜的筆記本電腦,已成為我們生活中不可或缺的生產(chǎn)力工具。針對筆記本電腦電源功率低,無(wú)法應對系統長(cháng)時(shí)間超頻工作的這一問(wèn)題,芯片廠(chǎng)商南芯半導體和瑞薩也推出了,能夠不過(guò)多增加設備成本和體積的混合功率升壓(HPB)解決方案。
HPB是什么?如何讓筆記本性能充分釋放?
混合功率升壓(HPB)解決方案,主要由筆記本電腦內置電池和電源適配器兩部分組成。當筆記本電腦超頻工作,所需功率超出適配器的實(shí)際輸出功率時(shí),混合功率升壓HPB芯片就會(huì )調用電池能量,將電池能量經(jīng)過(guò)升壓后反向輸出,與適配器一同為系統供電。
同時(shí),混合功率升壓(HPB)工作模式可實(shí)現工作狀態(tài)的動(dòng)態(tài)調節,當適配器為筆記本電腦供電時(shí),混合功率升壓HPB芯片會(huì )自動(dòng)根據系統的功率變化,對電池充電的充電電流做出動(dòng)態(tài)調整,只有在超頻工作狀態(tài)下,才會(huì )觸發(fā)適配器、電池聯(lián)合供電,補充系統功率,以保證,筆記本電腦在重度使用的情況下,CPU、內存、顯卡等硬件性能得到充分釋放。
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圖源:南芯半導體
圖源:南芯半導體
上圖是南芯半導體的一張“混合電源升壓電池充電器簡(jiǎn)化原理圖”。通過(guò)這張圖可以看出,混合電源升壓系統并不復雜,主要通過(guò)MOS管在電源適配器與電池之間來(lái)回切換,以滿(mǎn)足筆記本在不同工作狀態(tài)下,系統功率的變化需求。
并且,從電路設計以及物料使用情況來(lái)看,混合電源升壓系統無(wú)需而外升級外置適配器的輸出功率,也不會(huì )給筆記本電腦帶來(lái)太大的體積和成本壓力。
要想“絲滑”,HPB瞬態(tài)響應很重要
事實(shí)上,電腦系統功率會(huì )受到程序運行數量、CPU使用率、溫度等眾多因素影響,導致電腦的功率每時(shí)每刻都在變化。對于沒(méi)有冗余電源設計的筆記本電腦而言,想要保證電腦操作的流暢性,系統電源就要在系統所需功率變化的瞬間做出及時(shí)的補充。因此,混合功率升壓(HPB)系統的瞬態(tài)響應速度,對筆記本電腦的性能,起到了至關(guān)重要的作用。
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圖源:南芯半導體
圖源:南芯半導體
目前,在混合功率升壓HPB芯片方面,南芯半導體共推出了SC89800、SC89780、SC89781三款產(chǎn)品供下游選擇。其中,150us超快速瞬態(tài)響應速度是這三款產(chǎn)品最大的亮點(diǎn)。當系統功率需要使用適配器與電池聯(lián)合補充時(shí),搭載這三款芯片的電源系統,能夠在150us超短時(shí)間內動(dòng)態(tài)調節電池電壓并輸出,實(shí)現系統所需功率與實(shí)際提供功率的動(dòng)態(tài)平衡。
HPB還有誰(shuí)?
其實(shí),瑞薩電子才是最早推出HPB解決方案的廠(chǎng)商之一。在2018年,該公司就推出了基于ISL9241的USB-C? Combo升降壓電池充電器解決方案,成為了業(yè)界中的首款產(chǎn)品。這一解決方案可以通過(guò)固件控制,電源系統在可以實(shí)現NVDC與HPBB模式之間自由切換,為筆記本電腦、超級本、平板電腦和移動(dòng)電源等移動(dòng)便攜設備,進(jìn)行窄電壓直流充電( NVDC )和混合功率升降壓( HPBB )充電。
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在 NVDC模式下,ISL9241可自動(dòng)選擇適配器或電池作為系統電源。NVDC運行還支持Turbo模式,在適配器電流達到設定點(diǎn)時(shí)接通BGATE FET限制適配器電流。NVDC是系統控制器固件將配置變?yōu)镠PBB之前ISL9241的初始啟動(dòng)狀態(tài)。在大功率HPBB模式下,ISL9241支持旁路、旁路加充電、反向Turbo升壓模式,以及反向Turbo升壓模式加充電模式,在系統需要高功率電源支持時(shí)迅速補充,可以說(shuō)當時(shí)瑞薩推出的ISL9241,在電源領(lǐng)域確實(shí)是一項創(chuàng )新。
結語(yǔ)
總的來(lái)說(shuō),混合功率升壓(HPB)技術(shù)可以讓筆記本電腦在不過(guò)多增加設備成本和體積的前提下,通過(guò)適配器與電池聯(lián)合輸出,滿(mǎn)足筆記本電腦的超頻工作需求。對于增大電源適配器輸出功率而言,該技術(shù)或許就是現階段的最優(yōu)解。
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