小米 11 Pro/Ultra 搭載,67W 無線秒充官方科普:無線有線充電零時差

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 在春季新品發布會上,小米正式推出了小米 11 Pro 與小米 11 Ultra 兩款旗艦手機。今日上午,小米官方發文解讀了新機搭載的 67W 無線秒充。

小米 11 Pro/Ultra 搭載,67W 無線秒充官方科普:無線有線充電零時差

小米 11 Pro 與小米 11 Ultra 搭載全新自研 6:1 電荷泵秒充架構,利用 6 倍增壓 + 小電流的方式,實現大功率無線充電。

小米表示,其定製了行業首個 30V 無線充電晶元,並根據 30V 無線充電技術標準,定製了行業首個 6:2 電荷泵晶元,全新的拓撲設計可以實現 6:2 /4:2 /2:2 的正向或反向 6 種工作模式。

以下為小米官方解讀全文:

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小米 11 Pro & Ultra 搭載 67W 無線秒充,36 分鐘即可將 5000mAh 大電池充至 100%,充電速度與 67W 有線充電達到零時差。之所以能做到零時差,是由於小米 11 Pro & Ultra 採用全新自研 6 倍增壓秒充架構,正式將無線充電帶入前所未有的 30V 電壓體系時代!

小米無線快充架構 3 年間歷經 4 代技術跨越,從小米 MIX 2S 開始的 Buck 無線充電架構(充電功率 5W-15W),到小米 9 的 Buck + 2:1 電荷泵無線充電架構(充電功率 20W),再到小米 9 Pro、小米 10 和小米 11 採用的 4:1 電荷泵無線充電架構(充電功率 30W-50W),我們的無線充電技術一直引領業界。而小米 11 Pro & Ultra 全新自研 6:1 電荷泵秒充架構,利用 6 倍增壓 + 小電流的方式,為大功率無線充電的實現提供了一種獨有且高效的方式。

小米 11 Pro/Ultra 搭載,67W 無線秒充官方科普:無線有線充電零時差

全新自研 6 倍增壓秒充架構,如何實現更高效的充電?

假如需要將一個水池蓄滿,水量越大蓄滿時間越短,通過六根水管同時給水,自然就比只有一根水管更高效。充電的過程就像蓄水,通過 6 倍電壓的方式,實現近似 6 倍普通充電的速度,但是發熱量卻可以和普通充電近似,讓用戶體驗增壓快充的優勢。

充電速度更快了,為何能做到發熱量與普通充電接近?我們可以通過一個簡化的數學模型來說明,為什麼 6 倍增壓方式(30V)能比前代 4 倍方式(20V)更高效。

假如為一個 5V 電池實現 67W 充電,上代充電架構為 20V-3.35A 的設計,全新 6 倍增壓充電架構為 30V-2.23A 的設計,計算局部阻抗 R 的損耗量:

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① 20V 路徑損耗 I² x R=3.35*3.35*R=11.22*R

② 30V 路徑損耗 I² x R=2.23*2.23*R=4.97*R

全新 6 倍增壓充電架構的局部損耗相比上代架構降低了 55%,這種設計優勢對降低充電發熱效果顯著,所以可以實現手機相同發熱的情況下,充分提升無線充電速度。

原理雖然簡單,但是實現 6 倍增壓充電架構難度很大,為此,我們全新定製了兩顆晶元。

小米 11 Pro/Ultra 搭載,67W 無線秒充官方科普:無線有線充電零時差

探索高壓低阻工藝極限 定製行業首個 30V 無線充電接收晶元

小米打破手機傳統充電晶元工作於 20V 的限制,定製行業首個 30V 無線充電晶元。這顆定製晶元採用先進工藝製程與設計方法,全面提升器件的開關特性和導通特性,做到特徵導通電阻(Rsp)相比上一代 20V 產品降低 28%,相同性能器件面積降低 20%,顯著提升器件功率密度。這也讓小米無線充電器件小型化得以實現,最終實現集小體積、高電壓、高效率、高功率的獨特晶元。

小米定製無線充電晶元支持 30V 高電壓輸出和低功耗運行模式,獨有的高壓防護機制和功率分級防護機制保護晶元安全;定製電壓跟蹤技術、精準 FOD 檢測技術、反向 Q 值檢測技術等全新技術增強無線充電安全性。在這些全新技術的加持下,配合 15 重的安全監控演算法,使無線充電晶元可以在多達 8 種不同的充電模式下穩定運行。

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挑戰多模安全設計巔峰 定製行業首個 30V 電壓輸入的 6:2 電荷泵

根據 30V 無線充電技術標準,我們定製了行業首個 6:2 電荷泵晶元,全新的拓撲設計可以實現 6:2 /4:2 /2:2 的正向或反向 6 種工作模式。實現 6:2 工作模式高達 97% 的效率、多模式安全穩定切換、最高效率跟隨模式、12 重安全防護等核心關鍵技術。

6:2 電荷泵晶元最具挑戰性的難點是轉換架構的拓撲設計和多模切換實現,全新設計的轉換架構比傳統 4 倍增壓架構的開關數量增多 75%,整個通路至少需要 44 個開關協同工作,設計極為複雜。小米為了驗證全模式協同工作的穩定性,歷時 6 個月驗證 50 余萬次開關特性,確保了多種模式切換的安全和穩定。

得益於 6 倍增壓充電架構和兩顆定製晶元,協同兩級電荷泵、三充並聯設計,以及最新的安全充電演算法和新一代 MI-FC 快充技術、全新 MTW 硅氧負極電池和 80W 立式風冷無線充電底座,小米 11 Pro & Ultra 無線充電速度遠超市面上其他無線充電手機,甚至可達到與 67W 有線充電零時差,36min 充滿 100%。

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