Qorvo引领创新:Wi-Fi7与BMS以及传感器技术的卓越应用与发展

2024-04-24 09:47:28 来源:EETOP

全球连接与电源领域的佼佼者Qorvo®,于2024年4月11日在北京成功举办了主题为“春光作序,万物更‘芯’”的媒体日活动。本次活动汇聚了业内精英,共同见证了Qorvo在多个应用领域展现出的强大技术实力与创新成果,EETOP记者应邀出席。

活动现场,Qorvo的亚太区无线连接事业部高级行销经理Jeff Lin、资深客户经理Yichi Zhang和Renado Lei分别就各自擅长的领域进行了深入阐述,并详细介绍了Qorvo在智能手机、汽车、基站与数据中心以及智能家居等领域的创新成果与优势。特别是在智能手机领域,Qorvo凭借其射频前端产品组合的广泛覆盖,以及在天线、滤波器、载波聚合、包络跟踪等方面的技术优势,赢得了业界的广泛认可。

汽车领域,Qorvo充分发挥其在移动通讯和电源管理方面的优势,为汽车行业提供了高效、安全的解决方案。特别是其UWB数字钥匙技术,解决了传统数字钥匙在安全性、解密性和距离控制方面的问题,为汽车行业带来了革命性的改变。此外,Qorvo的压力传感技术也在汽车领域得到了广泛应用,为中控控制、车身、车门和车窗等部件提供了更为便捷的操作方式。

在基站与数据中心领域,Qorvo凭借其领先的有线网络产品和Wi-Fi解决方案,为5G网络和数据中心的建设提供了强有力的支持。而在智能家居领域,Qorvo从低功耗的Zigbee、Bluetooth到现在的Matter技术,为智能家居市场提供了全方位的连接应用方案。

Wi-Fi7:开启高速无线连接新纪元

Wi-Fi标准的演进是一个不断追求更快、更稳定网络连接的过程。从Wi-Fi 4到Wi-Fi 7,每一代的升级都带来了显著的性能提升和技术创新。下面我们来详细比较一下这几个不同版本的Wi-Fi标准,看看它们之间有哪些不一样的点。

首先,最明显的改变是吞吐量的增加。随着技术的不断进步,Wi-Fi的传输速率在不断提高。从Wi-Fi 4到Wi-Fi 7,每一代标准都在提升数据传输的速度和效率,使得用户可以更快地下载文件、观看视频或进行在线游戏。

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Qorvo亚太区无线连接事业部高级行销经理Jeff Lin

其次,Wi-Fi标准演进的一个重要方向是支持更多频段。在Wi-Fi 6E之前,Wi-Fi主要使用2.4GHz和5GHz这两个频段。然而,随着设备数量的不断增加和网络需求的日益增长,这两个频段变得越来越拥挤,导致网络速度和稳定性下降。因此,Wi-Fi 6E引入了6GHz频段,为网络提供了更多的带宽和容量。到了Wi-Fi 7,对频段的支持进一步扩展,使得网络可以更加灵活和高效地利用不同的频段资源。

除了频段扩展外,Wi-Fi 7还在调制方式上进行了创新。从Wi-Fi 6的1024 QAM到Wi-Fi 7的4K QAM,调制方式的改进进一步提高了数据传输的效率和准确性。这种改进使得Wi-Fi 7能够在相同的带宽下传输更多的数据,从而提高了网络的整体性能。

此外,Wi-Fi 7还引入了一些创新的技术,如MLO(多链路操作)和320MHz带宽。MLO技术允许设备同时使用多个频段进行数据传输,从而提高了网络的吞吐量和稳定性。而320MHz带宽则是Wi-Fi 7的一大亮点,相比之前的160MHz带宽,它提供了两倍的带宽资源,使得网络可以传输更大量的数据。

在频段利用方面,Wi-Fi 7的MLO技术改变了以往单一频段连接的方式。现在,如果设备支持多个频段(如5GHz和6GHz),并且AP(接入点)的这些频段恰好空闲,那么设备就可以通过MLO技术同时利用这些频段进行数据传输。这种方式类似于频段聚合,将不同频段的资源结合起来,提高了网络的利用率和性能。

Qorvo在Wi-Fi 7领域的优势显著,尤其在面对频段扩展和技术革新这两大关键点上,展现出了独特的领先地位。

在频段方面,传统的Wi-Fi主要局限于2.4G和5G频段,然而随着技术的不断进步,6G频段如今已经开放,为Wi-Fi的传输能力带来了质的飞跃。这一变革不仅增加了可用的频道数量,使得能够传输的资料量大幅提升,同时也显著增强了网络Wi-Fi连线的吞吐量和速率。然而,需要注意的是,各国对无线频段的管理规定不尽相同,如美国已经全面开放了从5125MHz到7125MHz的频段,而中国在这一频段上的开放政策仍在讨论之中。这恰恰突显了Qorvo在适应不同国家和地区频段管理规定方面的强大能力,无论是在已经全面开放的频段,还是在部分开放的频段,Qorvo都能凭借其卓越的技术实力,为用户提供稳定、高效的Wi-Fi连接体验。

在Wi-Fi架构方面,Qorvo同样展现出了领先的优势。在Wi-Fi 6及之前的版本中,由于频段限制,实现三频路由器往往需要将5G频段切分为两个子频段。然而,随着Wi-Fi 7的到来和6GHz频段的开放,Qorvo能够实现真正的三频设计,即2.4G、5G和6G各占一个频段。这种设计不仅提高了路由器的性能,也大大简化了路由器的设计复杂度。当然,这也带来了成本上的挑战,因为多了一个频段就意味着需要增加一组从发射机到FEM到Filter到天线的设备。但Qorvo凭借其深厚的研发实力和成本控制能力,成功地将这一挑战转化为机遇,为用户提供了高性价比的Wi-Fi 7解决方案。

此外,Qorvo在Wi-Fi 7的调制技术上也取得了显著进展。从Wi-Fi 6的1024QAM到Wi-Fi 7的4096QAM,调制阶数的提升使得在同一个空间内可以传输更多的数据。然而,这也带来了新的问题,即更高的调制阶数意味着更低的容错率,对EVM的要求也更高。但Qorvo凭借其卓越的技术实力,成功攻克了这一难题,为用户提供了既高速又稳定的Wi-Fi7连接体验。

Qorvo在Wi-Fi 7领域的优势主要体现在频段扩展、Wi-Fi架构设计和调制技术等方面。这些优势不仅使得Qorvo在激烈的市场竞争中脱颖而出,也为用户带来了更加便捷、高效和稳定的Wi-Fi连接体验。

Qorvo引领BMS革新:高集成度驱动电池管理

Qorvo在BMS方面的设计

Qorvo在BMS(电池管理系统)方面的设计,源于对市场趋势的敏锐洞察。随着传统交流电机和燃油机逐步被BLDC(直流无刷电机)以及PMSM(永磁同步电机)等更先进的电机系统所取代,电池供电方案也逐渐成为主流。这种转变不仅发生在工业领域,也深入到我们日常生活的消费电子产品中,如吹风机和吸尘器等。因此,Qorvo看到了BMS产品的巨大市场潜力,并开始了相应的产品设计与研发。

在BMS产品设计上,Qorvo充分发挥了其在马达驱动领域的技术积累。Qorvo的马达驱动产品已经从最初的5-24V低压产品逐步发展到60V、90V甚至更高电压平台,这为BMS产品的设计提供了坚实的基础。目前,Qorvo推出的第一代BMS产品已经能够实现145V的耐压,这在国内BMS市场上是颇具竞争力的。

除了高压耐压设计外,Qorvo的BMS产品还注重高集成度的实现。在马达驱动产品的发展过程中,Qorvo就已经开始尝试集成ARM M0内核的MCU,以提高产品的集成度和性能。随着市场需求的变化,Qorvo又将ARM M0内核产品升级到M4内核,以满足客户对计算能力的更高要求。在BMS产品设计中,Qorvo也延续了这一高集成度的设计理念,使得BMS产品不仅功能强大,而且体积小巧,便于在各种设备中集成。

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Qorvo资深客户经理Yichi Zhang

Qorvo推出自身BMS产品

Qorvo目前推出的第一代BMS芯片,主要涵盖两款核心产品:PAC22140和PAC25140。PAC22140基于50MHz的M0内核设计,拥有32KB的Flash存储,并支持最高20串电芯的接入。而PAC25140则采用了更高级的M4内核,运行频率高达150MHz,并配备了更大的128KB Flash。尽管两款芯片在模拟前端部分设计相同,但MCU内核的升级使得PAC25140在性能上有了显著提升。

从原理图上,可以清晰地看到芯片的功能布局。上半部分是电源管理模块,集成了最高145V输入的Buck电路和5V、3.5V的LDO,简化了客户的电源设计流程,仅需外围的被动元件即可完成。此外,芯片内部还集成了高边驱动,简化了外围设计,仅需两个MOS管分别管理充放电。

在电芯输入端,芯片支持最高20串电芯的接入,并提供了丰富的检测和保护功能。而下半部分的MCU则提供了GPIO和ADC等通用接口,方便客户设计外设如按键、LED等,以及进行电压、温度采样。

在通讯方面,芯片支持常见的SPI和串口通讯,广泛应用于割草机、吹雪机等工具行业以及电动两轮车领域。由于支持最高20串电芯,这款芯片能够覆盖从48V到72V的不同电压应用,实现兼容设计。

此外,我们还致力于将产品推广至其他工业应用,如储能市场。两款芯片均已量产,客户可获得完整的开发资料、样品及开发板。

从开发板示意图中,可以看到单芯片解决方案的紧凑设计,尺寸小于1cm×1cm,极大简化了客户的BMS单板设计流程。

芯片内部架构上,MCU部分与通用MCU功能一致,提供了定时器、ADC、通信接口和GPIO等功能,方便客户从传统方案移植至Qorvo的单芯片方案。而AFE部分则涵盖了电源管理和ADC采样等关键功能。

Qorvo提供的单芯片解决方案旨在缩短客户开发流程,减少开发周期。除了硬件支持,同时也提供完整的软件解决方案,包括SDK、SOC/SOH算法、电芯平衡算法以及外设例程等。特别值得一提的是,Qorvo的上位机GUI程序功能强大,可实时读取电芯状态并设置保护参数,极大提高了开发效率。

相比分立的BMS方案,Qorvo的单芯片方案整合了AFE和MCU,为客户提供了一站式的开发环境。上位机软件尤其出色,能够实时调整参数并直接写入固件,为客户节省了大量编程时间。

 

Qorvo传感器新品亮相:高精度、低功耗的Sensor Fusion引领人机交互新浪潮

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Qorvo资深客户经理Renado Lei

一、高性能优势

Qorvo的Sensor Fusion产品以其卓越的性能在人机交互领域脱颖而出。该产品采用先进的MEMS工艺制造的Sensor芯片,能够将力信号高效转换为电信号,同时结合CMOS工艺的ASIC芯片对模拟电压信号进行精确处理,包括信号放大、模数转换以及内部集成算法,为用户提供精准的量化力度信号值。

其中,产品的灵敏度表现尤为出色,其灵敏度超过100个单位Gauge factor(应变系数),在业界处于领先水平。这种高灵敏度确保了传感器能够捕捉到细微的力度变化,为人机交互提供更为精确的数据支持。

二、小巧体积与低功耗

Qorvo传感器产品的另一个显著优势在于其小巧的体积和低功耗特性。产品体积小巧,使得其能够轻松应用于空间受限的产品中,如穿戴设备和手机等。同时,其低功耗设计使得传感器在最低工作状态下功耗能达到1微安,尤其适用于电池供电的产品,有效延长了设备的使用时间。

三、广泛适用性与友好输入

在人机交互方面,Qorvo传感器产品相较于传统技术具有明显优势。其能够适应多种表面材料,包括塑料、玻璃、金属和木头等,大大拓宽了应用范围。此外,传感器对人机交互的输入方式也更为友好,不仅支持手指操作,还适应戴手套等不同情况,为用户提供了更为便捷的交互体验。

四、适应各种环境

Qorvo传感器在各种环境条件下都能表现出色。无论是在高低温、潮湿、油污还是水下环境,传感器都能稳定工作,为用户提供可靠的交互体验。相较于传统的机械按键和电容触控技术,Qorvo传感器在防水和恶劣环境下的表现更为出色。

五、跨学科设计与专业支持

作为跨学科的产品,Qorvo传感器结合了电子和结构两大领域的知识。公司提供了推荐的结构堆叠方式,旨在将用户轻微的操控力有效地传导到芯片上,并将其量化输出给MCU或上位机进行处理。此外,Qorvo还提供专业的技术支持,包括堆叠参考设计和力学仿真等,协助客户实现力的有效传输和高效开发。

六、产品系列丰富与集成度高

Qorvo拥有两个主要传感器产品系列:MEMS Force和ForceGauge。这两个系列在结构堆叠方式和工作原理上有所不同,但都具备高精度和低功耗的特点。此外,Qorvo还提供分立式和集成式等多种方案,以满足不同客户的需求。同时,公司还将红外接收功能集成到传感器中,进一步拓展了产品的应用范围。

七、软件支持与功能丰富

在软件方面,Qorvo为客户提供了丰富的功能支持。通过压力传感器,客户可以实现各种人机交互功能,如按键、滑条等,用于调节音量、亮度等参数。此外,传感器还支持两维和三维位置信息的识别,为用户提供更为丰富的交互体验。

八、系统集成与支持

在系统集成方面,Qorvo提供了全面的支持服务。公司不仅提供堆叠参考设计,还协助客户进行系统的力学仿真和结构设计优化,确保传感器在实际应用中能够发挥出最佳性能。这些支持服务有助于缩短客户的开发周期,降低开发成本。

Qorvo传感器产品以其高性能、小巧体积、低功耗、广泛适用性、友好输入、适应各种环境、跨学科设计、丰富产品系列与集成度、软件支持与功能丰富以及系统集成与支持等优势特点,在人机交互领域展现出强大的竞争力。未来,随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展,Qorvo将继续为用户带来更多创新的产品和解决方案。

此次媒体日活动不仅展示了Qorvo在多个领域的创新成果,更为业内人士提供了一个深入交流、共同探讨前沿技术与市场动态的平台。EETOP记者在现场感受到了Qorvo对于技术创新和市场需求的敏锐洞察,也见证了其在全球连接与电源领域的领先地位。


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