電子發燒友網報道(文/黃山明)在AI玩具中,充電管理是很重要的一環。尤其是孩童在玩耍時,通常會有許多大人很難注意到的操作,比如吞食,或者長期插電。這就對玩具的完全性有了更高的要求,以DC-DC芯片為例,需要其具有超高安全性、低功耗、低成本、微型化與抗干擾等功能。
例如安全性上,需要需集成過壓、過流、短路、溫度保護(觸發閾值比普通芯片低30%-50%),例如當溫度>85℃時強制關斷。同時禁用鉛、鎘等重金屬(符合RoHS/REACH),且封裝材料需通過兒童口腔接觸測試(ISO 8124標準)。
并且還需要有防無操作設計,輸入電壓范圍限制在安全區間,例如3V-5.5V,避免兒童誤接高壓電源導致風險。而成本上,可以通過成熟工藝來壓縮成本,價格最好小于0.3美元/片,交工業級新品低50%以上。
因此市場中適用于AI玩具的DC-DC芯片,都有各自的特點。例如TI推出的TPS62740,采用WSON封裝,工作電源為2.2V至5.5V,輸出電壓為1.8V至3.3V,有16個可選輸出電壓,靜態功耗典型值為360nA。
同時具有多重保護功能,包括逐周期電流限制保護、熱關斷保護和欠壓鎖定,確保玩具在各種使用條件下的安全性。因此,TPS62740非常適合用于AI玩具的電源管理,能夠為玩具的電機、傳感器和處理器等部件提供穩定的電源。
而國內的方案,如航天民芯的MT3608,這是一款低成本的DC-DC,批量價格可以低至0.3元/片,封裝采用SOT23-6,工作電壓范圍為2V至24V,靜態電流100μA,效率高達97%。AI玩具通常需要將電池電壓提升至更高的工作電壓,MT3608能夠滿足這一需求,同時提供高效的電源轉換和多種保護功能。所以,MT3608能夠為玩具的電機、傳感器和處理器等部件提供穩定的電源。
深圳世微半導體推出的AP8105,同樣是一款低成本的DC-DC。批量價格可以低至0.1元/片,封裝采用SOT23、SOT23-5、SOT89-3、TO-92,工作電壓范圍0.9V至5V,輸出電壓為2.5V至5V,靜態電流為6μA,輸出電壓精度優于±2.5%,效率最高可達89%。這款產品適用于需要將低電壓電池升壓到較高工作電壓的場景,例如,AI玩具中的電機、傳感器和處理器等部件可能需要較高的工作電壓,而AP8105能夠提供穩定的電源,同時保持低功耗。
拓爾微推出的TMI3408,則是一款價格稍高一些的DC-DC,批量價格為0.6元/片左右。采用SOT23-5、DFN2×2-6等封裝,工作電壓為2.5V至5.5V,最大輸出電流1.2A,開關頻率1.5MHz,靜態電流為40μA,效率最高可達96%。這是一款高性能的同步降壓DC-DC轉換器,具有高效率、低靜態功耗、小封裝尺寸等特點,其1.2A的輸出電流和1.5MHz的開關頻率能夠滿足玩具內部電子元件的電源需求,同時保持較高的轉換效率。
由富滿電子推出的FDK1620,專為小尺寸解決方案和高效率而優化,批量價格可以到0.2元/片。電壓輸入范圍4.5V至16V,開關頻率600kHz,靜態電流400μA,最高效率可達93%。封裝采用SOT23-6,尺寸小,適合空間受限的玩具設計。AI玩具通常需要穩定的電源管理,以支持其內部的電機、傳感器和處理器等部件。FDK1620的高效率和低靜態功耗使其成為理想的電源解決方案。
小結
隨著AI玩具的發展,其對內部的DC-DC芯片產品需求也在上升,由于主要面向孩童,因此在安全性上要求會較普通DC-DC更高,并且會通過內置保護電路降低冗余設計成本。此外,低功耗、低成本、高電磁兼容性也需要考慮。
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