從音樂管理到電源管理—杜珣弤

1998年,杜珣弤 (Mr. SHYUN DII DU) 先生提出了“Audio DJ”發明,即無需向筆記本電腦CPU供電時,也能播放音頻的低功耗CD-ROM播放器。

這項創新發明陸續廣泛獲得美國、日本、歐洲、中國等多國家和地區的專利。因為這真是一個開創性的,非常有趣的發明。

我們簡單了解下在“Audio DJ”發明出現前,90年代的筆記本電腦,電腦播放音頻如何操作:需要聽音樂時,使用CD-ROM播放器,電腦首先正常開機,經過30秒之后進入系統,進行播放操作,此時CPU正常運行。

我們再來簡單看下,“Audio DJ”發明的電腦環境和原理。電腦的子系統包括 CPU、RAM、顯示器、存儲設備、輸入設備和數字音頻生成 IC。而用于播放音頻的CD-ROM 子系統包括 CD-ROM 驅動器和 CD-ROM 控制按鈕。

控制按鈕在播放音頻 CD 時控制 CD-ROM 驅動的操作。CD-ROM 子系統的音頻接口 IC 將電腦子系統的總線耦合到 CD-ROM 驅動器和控制按鈕上。

在第一種操作模式下,音頻接口 IC在總線和 CD-ROM 驅動器之間中繼命令和數據。

而在第二種操作模式下,當電腦子系統關閉時,音頻接口 IC 仍然能自動響應控制按鈕并將命令傳輸到 CD-ROM 驅動播放音頻 CD。

這項發明,現在看來是非常驚艷的創新!因為這個有趣的開創性發明,意味著電腦在CPU不開機的情況下也可以播放音樂,電腦直接變身為簡易操作的音樂播放設備,變身便攜式CD機。對比Audio DJ發明之前,傳統電腦開機播放音樂僅能播放2小時,采用Audio DJ音樂可以連續播放10小時。一方面是顯而易見大大的節能,另一方面是操作的革新帶來更多更好的用戶體驗。

這項發明直接影響了下一代筆記本電腦的設計,鍵盤增加了控制音樂播放的功能鍵。IBM、ACER、HP、Fujitsu、Gateway、藍天、AlphaTop、ASE、索尼等一線筆電大廠紛紛采用此項設計。

遠不止如此, 杜珣弤作為發明者的理念也深入影響了下一代個人消費電子產品與用戶更好交互的設計。如今我們在筆記本或電腦鍵盤上能看到各種便捷的功能鍵操作;同時,發明者也打開了便攜式產品更寬闊的未來應用場景。

提出這項發明后的第二年,2000年4月,杜珣弤先生成功帶領凹凸科技(O2Micro)開創了半導體行業上市的一個新類別“Power Management”電源管理,成為此分類下第一個納斯達克上市公司。

而24年來,科技突飛猛進、日新月異,每個人隨身攜帶的設備早已不是筆記本電腦了,取而代之的是手機。 杜珣弤先生不斷創新、孜孜以求,在2004 年帶領團隊深度鉆研電源管理,希望從音樂管理省電的成就上更上一層樓,從而可以解決手機最令人發愁的電池電量以及如何快速充電“補血”的難題。

目前電池技術遠遠趕不上移動設備對能量的消耗。手機設備制造商不得不通過提高電池容量的辦法來滿足至少一天的用電需求。然而容量和充電時間是一對天然的矛盾。3000mAH的容量是大屏智能機的必須配置,使用5V2A充電時間接近4小時,這又會帶來極差的用戶體驗。

要實現快速充電必須提高輸入功率。充電功率可以通過提高電壓或者電流獲得提升。由此出現高壓快充和低壓快充的技術線路。當前的快充技術提高了輸入電壓或者電流但是在轉換效率方面沒有什么改善。有沒有一個既能加大充電功率,又能提升充電效率,而且具備成本效益的充電方案呢?

杜珣弤在十多年前就指出: “隨著行動裝置對能耗和效率的需求不斷提升,未來的充電方式一定會發展成電池直充!”并早在2000年就申請了電池直充技術專利,隨后帶領公司員工將這一概念落實成凹凸科技高速直充專利技術和一系列相關產品。

手機充電系統包含三大塊:外置的AC/DC充電器,手機端的充電芯片以及電池。充電器和手機端都各自有一套獨立的降壓型DCDC,各自獨立的環路控制DCDC的輸出,這樣整體工作效率不到85%。凹凸高速直充技術則革新了這種傳統方案,我們將手機端充電芯片一分為二:控制部分留在手機端,實際做升電壓、降電壓、供電流做直充、涓流充電的轉換放在外置的AC/DC充電器。將兩個環路縮減成一個環路,直充效率可以超過96%。只有外置的AC/DC充電器(電壓轉換)是主要的熱量來源,也是功耗的主要部分。

借用CEO杜先生的形象比喻:“比如說,我們聰明地將一個充電器合理的分工成兩個區塊。一塊是實際的打工仔, 放在外邊和適配器一起。這個打工仔負責實際轉換高壓的電流給電池所需, 這部分會發熱。另一塊負責充電管理, 把打工仔送來的電壓/電流直接灌入電池,這部分幾乎沒有能量損耗。結果所發的熱都發在手機外面了。手機內部溫度適中,好像一個宜居城市。相比傳統的方案,手機端芯片溫度下降多達30℃。您的手機從此遠離發燙,也就遠離危險!”

使用凹凸科技高速直充的充電架構,一款3000mAh的電池只需要30分鐘就可以充到80%容量,50多分鐘就可以充滿。而且適配器和手機兩邊均感受不到常見產品的溫度升高現象。

典型的協議快充必須在適配器端和系統端使用專用的協議芯片。凹凸科技高速直充方案不需要協議芯片,也沒有軟件編程。用杜先生話總結就是:“僅用一顆高速直充芯片和專用的線材AC/DC充電器即可替代現在市場上繁冗復雜的方案。”

凹凸科技高速直充技術具有充電功率大、整機不發熱、系統設計容易等特點。是一款適應大容量電池手機尤其是5G時代移動設備的優選充電方案。高速直充技術已經獲得包括US6741066,7088076,7348760等在內幾十個專利,并且已經量產。

凹凸科技(O2Micro)的理念,Breathing Life Into Mobility,一直被堅持,熱情不熄、創新不止。杜珣弤執掌的O2Micro如氧氣如影隨形,出現在大家的日常,一如既往,致力于提升大家的日常生活幸福感。

附:文中所提專利及權利要求如下:

附:文中所提專利及權利要求如下:

地區 專利號 權利要求項數目

US US7243168 9

US US6711631 18

US US6226237 42

JP JP3742835 20

EP EP0945778 21

GB GB0945778 21

TW TW149246 14

US US7343484 18

US US6349386 14

US US8811045 25

US US9013147 15

EP EP2448083B1 16

US US9007033 18

US US8233292 20

US US8450976 20

US US7999516 31

US US8581552 5

US US7936151 12

US US8379413 19

US US8339108 24

US US8232773 7

US US8242742 17

US US7750604 21

EP EP1968194B1 21

US US7646169 10

US US7531989 17

US US7498694 19

US US7592777 8

US US7719236 20

US US8278876 14

US US7683577 16

US US7385795 8

US US7119516 18

US US7808548 17

US US7615965 24

US US7589499 10

CN CN1252892C 42

US US6285161 21

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