南芯方案2023 USB-C大功率充电宝技术研讨
目前充电宝新国标开始实施发证、全球旅游市场复苏、iPhone切换USB-C口等热点频频，再加上电芯能量密度、放电倍率也获得突破，充电宝芯片集成度再创新高，功率也从10W提升到240W，堪称性能狂飙。移动电源市场受到多重要素利好，市场强势增长，成为众多3C配件中率先复苏突围的品类。
充电头网特别策划 2023 USB-C大功率充电宝技术研讨会，南芯科技应邀参加。会上南芯市场经理Kerry带来《南芯关于充电宝及小储能应用的充电方案》介绍，系统介绍了南芯科技多个快充方案在充电宝/耳机/可穿戴/小功率储能等多场景的应用。
具体包括：
>30W移动电源快充方案（65W、100W、140W）
30W 移动电源快充方案（含有线/无线充电方案）
20W 以内移动电源充电方案
储能小功率方案
南芯科技移动电源方案系统介绍
南芯科技已推出多款产品可适用于移动电源领域，覆盖多条产品线，包括支持充放电双向的Charger、DC-DC以及Protocol等。
南芯升降压芯片可分为1-2串、1-3串、1-4串、2-4串、1-6串等类型，其中大部分产品主要针对户外电源和移动电源应用，从内置MOS支持24W输出的单芯片，到外挂MOS支持100W以上双向快充控制器均有布局；并且多款方案不仅支持锂离子电池，而且还支持磷酸铁锂电池，既能满足当下20-100W快充移动电源的开发，也能够满足户外电源实现大功率双向快充。
南芯DC/DC开关电源管理芯片，为电源转换提供降压、升压以及升降压的功能。其中同步开关控制IC（DCDC controller)，可以直接驱动外置MOS，为用户系统提供宽电压、大电流、高功率的高效DCDC转换，灵活支持各类高压和大/小功率应用。
>30W移动电源快充方案（65W、100W、140W）
下图展示的经典2C1A方案中，USB-C口可用南芯SC8815或SC8812A作为同步升降压充电控制器，搭配南芯协议芯片SC2001；A口则可搭配DC-DC方案SC8723/4或SC8726A，实现移动电源主流>30W快充方案。
SC8815/8815A
带I2C接口的同步升降压充电控制器，同时支持电池反向放电工作。
产品特点：
支持1-6节电池升降压充电 ，完整的充电循环管理，包括涓流充电、恒流充电、恒压充电、充电截止
反向升降压放电工作
VBAT宽范围：2.7V至36V，最高可达40V
VBUS宽范围：2.7V至36V，最高可达40V
I2C可编程控制充电电流及充电电压
I2C可编程控制反向输出电压
I2C可编程控制输入及输出限流
I2C可编程控制开关频率
内部集成10bit ADC
充电状态指示
事件监测：适配器接入和负载接入自动检测
电源路径管理
完善的保护：欠压保护、过压保护、过流保护、短路保护，热关断保护
QFN-32封装
SC8812A
支持充放电双向、带I2C控制接口的40V高效、同步升降压（buck-boost）充电管理控制芯片。
产品特点：
支持1-4节电池升降压充电管理控制，包括涓流充电、恒流充电（CC）、恒压充电（CV）、充电截止
反向升降压放电工作
VBAT工作范围：2.7V至26V
VBUS工作范围：2.7V至36V（40V耐压）
I2C可编程控制充电电流及充电电压
I2C可编程控制反向输出电压
I2C可编程控制输入及输出限流
超高的升降压转换效率
支持DP/DM快速充电协议握手控制（MCU控制）
内部集成10bit ADC
充电状态指示
事件监测：适配器接入和负载接入自动检测
功率路径管理
完善的保护：欠压保护、过压保护、过流保护、短路保护，热关断保护
4x4 QFN-32封装
SC8723/4
集成四开关的同步升降压变换器。
产品特点：
高效率升降压转换
极简的外围器件
集成四个低RDS(ON)开关管
超宽的输入范围：2.7V至22V
超宽的输出范围：3.0V至22V
支持固定5.1V的输出电压
支持3.5A的输出电流
支持250K/500K/750K/1MHz开关频率可调
支持输出限流可调
支持强制PWM模式/ PSM模式可选
支持EN控制和可编程UVLO
内部软启动
支持输入输出过电压保护
输出短路保护打嗝模式
热关断保护
欠压保护
过压保护
QFN-25 FC 4 x 4封装
SC2021A
Type-C/PD和DPDM快充控制器。
产品特点：
USB Type-C端口
支持Type-C接收协议
可配置电阻Rp
USB 功率传输
支持DFP USB PD 3.0（含PPS）
全功能物理层
硬件检测消息并自动回复GoodCRC
自动检测硬件复位消息（hardreset）
集成PD 3.0协议
集成VCONN并支持电子标记的SOP’
双DPDM快充接口
集成 2组固件控制的 DPDM 接口
支持苹果充电，BC1.2, DCP, HVDCP, FC, AFC, FCP, SCP, VOOC, UART 和其他专有充电协议
电源：宽电压工作范围:3.05V至22V(可耐受26V)
MCU子系统
集成32-bit高性能MCU核
预留独立空间存放芯片ID码
支持UART、I2C接口和多个I/O
支持睡眠模式
vwin 模块
支持适配器OPTO接口
支持DCDC FB调压接口
内置双DAC用于 CC/CV 环路控制
10-bit ADC监控电压、电流和外部信号
集成NMOS栅驱动器
集成VBUS放电路径
集成温度传感模块
保护机制
C1/CC2最高可耐压26V
DP/DP最高可耐压12V
芯片提供多重保护机制：OVP, UVP, SCP, VCONN OVP, VCONN， OCP, VCONN SCP, OTP, DPDM OVP, CC OVP
封装：32-pin QFN 4mm x 4mm x 0.75mm
30W 移动电源快充方案
移动电源30W功率方案中，采用南芯升降压芯片SC8910A/8910+协议IC SC2001+DC-DC芯片SC8726A/SC8724/SC8723方案；另外，30W有线充及15W无线充方案中，可使用南芯升降压芯片SC8910A/8910+无线充电发射SoC SC9608+协议IC SC2001方案。
SC9608
包含数字微控制器和模拟前端(AFE)的高度集成无线充电发射SoC。
产品特点：
支持4V到14V AVIN输入电压范围
支持2V到14V PVIN输入电压范围
支持高达15W的输出功率
集成电压和电流解调
集成全桥低阻抗MOSFETs
支持USB PD快充
支持DP/DM快充
UVLO/OVP/OCP/OTP
采用FCQFN 4mm x 4mm 封装
20W 以内移动电源充电方案
针对20W以内低功率充电宝方案，可采用南芯同步降压充电控制器SC8933/34+协议IC SC2001方案。
SC8933/34
集成MOS的具有反向升压放电功能的同步充电器。
产品特点：
充电管理，包括涓流充电、CC充电、CV充电和充电截止功能
VBUS电压工作电压高达13.5 V
支持电池电压 4.1 V ~ 4.5 V
支持300kHz到750kHz的不同频率
集成超低RDS_ON的MOSFET
VBAT=3V 输出12V2A的效率高达92%
可配置的 VINREG 电压
支持 25 mA/step 限流调节 与 10 mV/step 输出电压调节
可配置线损补偿
3个USB端口的插入检测
集成3个N_MOS的驱动
DP/DM接口 来 实现 快速 充电 的 协议握手
IMON管脚检测电压和电流
Kevin Sense检测端口电流
支持 pass-through 模式
充电状态指示
支持硬件使能控制
支持NTC功能
欠压和过压保护
支持过流保护，短路提示和过温保护
采用4mm*4mm QFN-32 封装
储能小功率方案
储能电源多配备有AC输入，DC输入，AC输出，USB /Type-C输出等多种接口，南芯科技快充方案同样广泛适用于小功率的储能场景中。
其中，南芯科技重磅推出的明星产品SC9712A，是一款全新集成36V 高效同步降压控制器的双端口快充(1C1A)SoC，符合USB PD3.1 最新快充标准,可高达140W功率。
SC9712A
相较于传统双口充方案，选用SC9712A同时集成DC-DC和C+A口的快充协议，大大精简多口快充充电器的电路设计，易于产品开发，实现双USB 口(1C1A, Type C + USB A)快速充电。能为电脑、平板电脑、手机等便携式设备提供高达140W(28V5A)的充电功率，不仅提升了用户使用体验，同时产品体积和生产成本也得到降低。
相关阅读
南芯科技推出集成降压控制器的双端口140W快充(1C1A) SoC - SC9712A
小 结
在移动电源领域，南芯科技已推出多款产品覆盖Charger、DC-DC以及协议（包括DC-DC+协议集成）等产品线，提供不同拓扑结构的选择，充分涵盖不同功率段的产品需求， 为客户带来更优更多选择。
据充电头网不完全统计，南芯科技快充方案被广泛应用于移动电源、充电器、车充等领域，被安克PowerHouse II 400户外电源、羽博300W便携式储能电源、紫米20号200W PD快充移动电源、征拓100W双向快充移动电源SuperTank Pro、三星10000mAh 25W PD快充移动电源、小米20000mAh移动电源 50W超级闪充版、阿卡西斯300W便携式储能电源等数款产品采用。（数据由充电头网拆解得出）
审核编辑：刘清
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原文标题：产品应用丨2023 USB-C大功率充电宝技术研讨会-南芯方案介绍
文章出处：【微信号：SOUTHCHIP，微信公众号：南芯半导体】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。
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