前言

在工業4.0與智能服務機器人規?；涞氐睦顺毕?，高功率密度、快速響應的電源管理系統已成為機器人的核心部件。

圖源：宇樹機器人

隨著協作機器人、AMR等場景對續航與作業效率的需求激增，“超級快充”技術正從消費電子領域向機器人產業加速遷移。而傳統電源架構因動態響應不足、電壓調節范圍受限及體積效率瓶頸等缺陷，在面對機器人電池包對高精度、大功率充電的要求時逐漸力不從心。

于是就有人將目光放到了AHB（不對稱半橋）拓撲架構之中，同時結合高壓快充協議，可有效解決大功率、高精度、智能化充電難題，推動機器人產業向更高效、更安全的方向發展。

機器人電池包未來發展趨勢

為什么說 AHB+高壓快充協議的組合是未來大功率充電器的最佳電路架構呢？這是由于目前在智能硬件與機器人領域，帶有電池包的受電端正朝著雙向通訊、電壓可調、大電流三大核心趨勢演進。

首先，雙向通訊是保障充電過程智能化的關鍵。通過快充協議實時雙向通信獲取電池包的電壓、溫度等數據，動態調整輸出參數，并內置SHA256校驗算法，確保信息交互的安全性與穩定性。

其次，電壓可調技術突破傳統方案的局限性。傳統LLC架構因輸出電壓固定，難以匹配機器人電池包的高壓需求，而AHB拓撲支持3.3-60V寬范圍輸出，結合快充協議的10mV級電壓步進調節，可精準適配不同設備中電池包的CC-CV充電曲線。此外，移動AI充電機器人通過實時調整電流和電壓，進一步驗證了動態調壓在大功率直充充電場景中的必要性。

而大電流是提升充電效率的核心。當前物流機器人充電連接器已支持75A至以上的超大電流傳輸，例如史陶比爾的QCC系統可在高插拔壽命下實現快速補能，而MiR Charger 48V充電樁通過大電流輸出，僅需半小時即可滿足機器人6小時以上的滿載運行。快充協議無理論功率上限的特性，則為未來更大電流需求提供了技術擴展空間。

AHB架構帶來技術突破

AHB拓撲通過融合反激變換器與半橋結構的優點，在能量轉換效率和系統體積優化上實現突破。簡單來說，具有以下優勢：

• 零電壓/零電流開關（ZVS/ZCS）技術：AHB通過諧振腔結構實現原邊功率管零電壓開通和副邊整流管零電流關斷，顯著降低開關損耗，系統效率可提升至行業領先水平。
• 寬電壓動態調節能力：相較于傳統LLC架構的固定輸出電壓，AHB支持3.3-60V寬范圍電壓輸出，可精準匹配機器人電池包的CC-CV模式充電需求，無需額外充電電路。
• 體積與成本優化：AHB利用變壓器與諧振電容協同儲能，相比傳統反激結構，體積縮小30%以上，同時次級側采用單功率器件設計，也不再需要專用電路為電池包充電，進一步降低硬件成本。

以具體的案例來說，某品牌機器狗內部電池包容量超99Wh，傳統充電方案因電壓固定、溫升過高易導致電池壽命衰減。而AHB架構通過動態調節電壓與電流，配合高效散熱設計，可將充電溫度控制在安全閾值內，延長電池循環壽命。

高壓快充協議+ AHB 帶來智能化充電

當前，UFCS 融合快充協議與 PD 協議是市面上主流通用快充協議。通過以下表格技術維度對比可見，二者差異分明：PD 協議在場景應用上更顯豐富靈活，支持多設備串聯供電及角色互換；UFCS 融合快充協議則在核心性能層面優勢突出，不僅具備更高電壓、更大功率、更精細的控制精度，還擁有更優兼容性與更低成本特性，在適配 AHB 結構的應用場景中也能起到更好的作用。

圖源：圖片來自互聯網

高壓快充協議可與AHB拓撲架構相搭配，產生協同效應，為機器人充電帶來“智能調控”與“安全冗余”的雙重升級。充電頭網也同樣總結了三重優勢：

• 電壓精度自動控制：在充電方案中采用AHB架構搭配快充協議芯片時，充電器與電池包之間形成了雙向數字對話機制，協議芯片通過雙向通信實時獲取電池包的電壓需求，并反饋至AHB控制器，實現“按需供電”。比如當電池包需要 48V 高壓時，系統可實時動態調節輸出高精度電壓至目標值。
• 多重安全保護機制：快充協議芯片內置過壓、過流、溫度檢測等12項保護功能，結合AHB的負壓采樣和前沿消隱技術，可規避充電過程中的過充、短路、過熱等風險。
• 快速部署與兼容性：企業無需復雜編程，采購集成快充協議的芯片即可實現智能快充功能，支持多品牌設備兼容，降低開發門檻。

高壓快充協議+AHB的組合不僅適用于機器人領域，還可拓展至無人機、電動工具、儲能設備等大容量電池應用場景。隨著快充協議將功率上限提升至240W及以上，AHB架構的高功率密度特性將進一步釋放潛力，推動快充技術向更高功率演進。

充電頭網總結

AHB拓撲與高壓快充協議的深度融合，或正在重塑高功率充電技術的應用邊界，這種架構不僅解決了傳統方案在寬電壓適配、動態負載響應及系統能效方面的固有缺陷，更重要的是通過協議層的智能交互，實現了能量傳輸從“單向供給”到“雙向對話”的質變升級，助力全球機器人產業向更高水平發展。