Компания Southchip выпустила чип SC3606, предназначенный для управления пьезоэлектрическими вентиляторами. Этот вид активного охлаждения, по мнению компании, идеально подходит для тонких гаджетов, таких как смартфоны. На данный момент Southchip не раскрыла информации о конкретных устройствах, которые будут использовать этот чип.
Пьезоэлектрический вентилятор отличается отсутствием мотора, подшипников, вала или механического трения. Он представляет собой тонкую мембрану, вибрирующую на ультразвуковых частотах. Southchip утверждает, что такие вентиляторы могут иметь толщину менее 1 мм, работать при уровне шума около 30 дБ, потреблять сотни милливатт энергии и реагировать менее чем за миллисекунду.
Основная сложность заключается в том, что пьезоактуатор не способен самостоятельно найти свою резонансную точку или регулировать собственное энергопотребление; ему необходим драйвер, способный выдавать высокое напряжение, точно фиксироваться на резонансе и поддерживать высокую эффективность.
Технические характеристики и возможности чипа
SC3606 поставляется в корпусе FCQFN размером 2,3 мм на 2,75 мм и толщиной 0,5 мм, имея 22 вывода. Он принимает входное напряжение в диапазоне от 2,1 В до 5,5 В, что позволяет устанавливать его непосредственно на шину батареи без необходимости использования дополнительного LDO или преобразователя DC-DC на переднем конце. Этот диапазон также совместим с более низкими напряжениями кремниево-анодных батарей.
Интегрированная двунаправленная схема повышения напряжения (buck-boost) увеличивает амплитуду выходного сигнала до 46 Вpp, или плюс-минус 23 В, в пределах частотного диапазона от 2 кГц до 40 кГц.
Ключевой особенностью является отслеживание резонанса. Поскольку резонансная точка пьезовентилятора изменяется из-за индивидуальных различий между устройствами, монтажного напряжения, температуры и старения, чип объединяет сканирование всего диапазона и сегментированное приближенное сканирование с отслеживанием частоты в реальном времени. Это позволяет ему самостоятельно находить оптимальную рабочую точку в пределах 15 кГц и 40 кГц. Благодаря этому производителям устройств не требуется калибровать каждую партию вентиляторов на производственной линии или реализовывать температурную компенсацию.
Чип поддерживает управление как синусоидальной, так и квадратной волной. Синусоидальное управление, обладающее низким гармоническим содержанием, гарантирует, что актуатор будет вибрировать только в целевом режиме, избегая слышимого высокочастотного свиста, который могут возбуждать гармоники. Поскольку пьезоэлемент функционирует подобно большому конденсатору, который заряжается и разряжается при каждом цикле, архитектура восстановления энергии возвращает запасенную энергию обратно на шину питания, тем самым снижая общее энергопотребление системы.
Интерфейс I2C с входом/выходом 1,2 В позволяет чипу напрямую подключаться к флагманским SoC и PMIC, что дает программному обеспечению по управлению тепловыми режимами возможность быстро активировать и запустить вентилятор. Защитные функции включают защиту от перенапряжения, перегрева, блокировку при низком напряжении и защиту от короткого замыкания.
В сочетании с ранее выпущенным драйвером SC3601 для жидкостного охлаждения с помощью пьезомикронасоса, SC3606 предоставляет разработчикам устройств возможность выбора среди пьезо-ориентированных драйверов охлаждения от одного поставщика.