提前布局融合快充市場(chǎng)，南芯高壓電荷泵快充芯片SC8546問(wèn)世，兼容UFCS

前言

自2019年南芯推出壓電荷泵IC——SC8551之后，南芯乘勝追擊，推出集成多種快充協(xié)議的SC854x系列、超高壓4:2電荷泵快充SC8571、以及各種不同拓?fù)浼軜?gòu)的電荷泵產(chǎn)品，奠定了南芯在國(guó)產(chǎn)電荷泵IC領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，一躍成為電荷泵領(lǐng)域的佼佼者。

近期，南芯再次推出兼容UFCS（融合快充標(biāo)準(zhǔn)）的單芯片40W高壓電荷泵充電產(chǎn)品——SC8546，力求保持國(guó)產(chǎn)同類(lèi)產(chǎn)品中的領(lǐng)先地位。

SC8546介紹

電荷泵是一種無(wú)電感式 DC-DC 轉(zhuǎn)換器，利用電容作為儲(chǔ)能元件來(lái)進(jìn)行電壓電流的變換，半壓電荷泵可以實(shí)現(xiàn)輸出電壓減半、輸出電流加倍，同時(shí)轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到97%以上，遠(yuǎn)高于普通的充電IC，從而很好地解決了高壓快充時(shí)充電IC發(fā)熱的問(wèn)題。此外，由于電荷泵可以實(shí)現(xiàn)輸入電流是輸出電流的一半，所以相對(duì)于低壓直充方案，線材和接口的成本可以大大降低。

SC8546是南芯針對(duì)手機(jī)快充市場(chǎng)最新推出的40W高壓電荷泵快充IC，采用36pin的CSP封裝。在集成多種快充協(xié)議的基礎(chǔ)上，兼容了UFCS快充規(guī)范，解決目前市面上快充標(biāo)準(zhǔn)復(fù)雜多變、互不兼容的問(wèn)題，同時(shí)也對(duì)提升用戶使用體驗(yàn)和節(jié)能環(huán)保起到積極的推動(dòng)作用。

上圖為SC8546的典型應(yīng)用框圖，SC8546支持2:1電荷泵模式和1:1直充模式，完美兼容10V適配器和5V適配器。不僅如此，為適配未來(lái)手機(jī)處理器的GPIO朝著更低電壓發(fā)展的方向，SC8546率先兼容1.2V/1.8V兩種GPIO電壓等級(jí)，使得客戶可以從容應(yīng)對(duì)處理器的更新迭代。

上圖為SC8546工作在電荷泵模式下的效率曲線，憑借優(yōu)異的設(shè)計(jì)能力，SC8546實(shí)現(xiàn)了業(yè)界領(lǐng)先的98.33%峰值效率。

上圖為SC8546工作在bypass模式下的效率曲線，在單顆輸出6A的大功率負(fù)載條件下依然保持超過(guò)97%的效率指標(biāo)。

上圖為SC8546工作在2:1電荷泵模式下的溫升測(cè)試圖，測(cè)試條件VBAT=4.4V，IBAT=8A，環(huán)境溫度約為25℃。從圖中可以看出SC8546表面溫度為55.8℃，溫升30.8℃，表現(xiàn)優(yōu)秀。

上圖為SC8546工作在1:1直充模式下的溫升測(cè)試圖，測(cè)試條件VBAT=4.4V，IBAT=6A，環(huán)境溫度約為25℃。從圖中可以看出SC8546表面溫度為46.1℃，溫升21.1℃，表現(xiàn)優(yōu)秀。

SC8546內(nèi)部集成多達(dá)16重安全防護(hù)措施和7路12-bit ADC，為用戶的充電安全保駕護(hù)航。不僅如此，SC8546還支持獨(dú)特的輸入輸出電壓壓差檢測(cè)保護(hù)，實(shí)現(xiàn)百ns級(jí)別的快速響應(yīng)時(shí)間，輕松應(yīng)對(duì)輸入電容短路/飛電容短路/輸出電容短路等各種異常場(chǎng)景。

關(guān)于UFCS

如果你擁有多個(gè)品牌的產(chǎn)品，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，你同時(shí)也擁有了一大堆不同的充電器，各不相容，“一個(gè)鑰匙只能開(kāi)一個(gè)鎖”的情況繁雜又無(wú)奈。

其實(shí)，快充產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期存在協(xié)議不兼容的問(wèn)題，尤其在各大手機(jī)品牌之間，快充協(xié)議眾多，互不兼容，不同品牌的手機(jī)和充電器之間往往只能實(shí)現(xiàn)基本的小功率充電。這不僅嚴(yán)重影響了用戶快充使用體驗(yàn)，造成資源浪費(fèi)；也大大增加了產(chǎn)業(yè)鏈上下游研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)與成本。

2021年5月，電信終端產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布融合快充標(biāo)準(zhǔn)《移動(dòng)終端融合快速充電技術(shù)規(guī)范》。該規(guī)范重在解決互配快充不兼容的問(wèn)題，促進(jìn)廠商快充技術(shù)在行業(yè)內(nèi)現(xiàn)有終端的互通使用，同時(shí)指導(dǎo)和規(guī)范設(shè)備制造商的產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)，為終端使用者創(chuàng)造快速、安全、兼容的充電使用環(huán)境。

同年12月24日，廣東省終端快充行業(yè)協(xié)會(huì)成立，推出融合快速充電技術(shù)規(guī)范 UFCS，全稱(chēng)Universal Fast Charging Specification，由綠色能源工作組主導(dǎo)，信通院、華為、OPPO、vivo、小米牽頭，并得到包括榮耀、南芯在內(nèi)的多個(gè)終端廠家和芯片廠家的鼎力支持。

UFCS快充規(guī)范采用連續(xù)調(diào)節(jié)模式，輸出電壓分為5V、10V、20V、30V四個(gè)可編程的檔位（類(lèi)似 PD3.0的 PPS Programmable Power Supply 調(diào)壓），其中5V電壓檔位的可編程電壓范圍是3.4V-5.5V、10V電壓檔位的可編程電壓范圍是5.5V-12V、20V電壓檔位的可編程電壓范圍是12V-21V、30V電壓電壓的可編程電壓范圍是21V-36V。定義的最大輸出功率能到達(dá)200W以上。

UFCS快充規(guī)范旨在改變“基于DP/DM的”充電協(xié)議互不兼容的局面，并成為快充行業(yè)通用的快充標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)快充市場(chǎng)大一統(tǒng)。

充電頭網(wǎng)總結(jié)

隨著UFCS、USB PD 及DPDM快充技術(shù)的快速發(fā)展，快充技術(shù)早已進(jìn)入到大眾生活中，多口快充已成為引領(lǐng)快充技術(shù)的風(fēng)向標(biāo)。南芯作為終端快充協(xié)會(huì)首批高級(jí)會(huì)員，也是融合快充生態(tài)的積極推動(dòng)者。目前，南芯已為融合快充生態(tài)開(kāi)發(fā)了手機(jī)超級(jí)快充電荷泵芯片、充電器快充協(xié)議芯片等。

南芯半導(dǎo)體，是一家專(zhuān)注于電源和電池管理的高性能?chē)?guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司，擁有Charge pump、DCDC、ACDC、有線充電、無(wú)線充電、快充協(xié)議、鋰電保護(hù)等多條產(chǎn)品線，基于自主研發(fā)的升降壓充電、電荷泵和GaN直驅(qū)等核心技術(shù)，推出了多款明星產(chǎn)品，得到業(yè)內(nèi)廣泛認(rèn)可。

南芯能夠提供從AC到電池的端到端快充完整解決方案，產(chǎn)品覆蓋10W到200W整個(gè)范圍。其中電荷泵大功率快充系列產(chǎn)品率先打破國(guó)外壟斷，通過(guò)了國(guó)內(nèi)多個(gè)知名品牌手機(jī)廠家的嚴(yán)苛認(rèn)證，并已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模穩(wěn)定量產(chǎn)；DC/DC類(lèi)產(chǎn)品在工業(yè)類(lèi)市場(chǎng)取得了豐碩的成績(jī)；無(wú)線/有線充電類(lèi)產(chǎn)品也已經(jīng)通過(guò)車(chē)規(guī)認(rèn)證，打入國(guó)產(chǎn)汽車(chē)前裝市場(chǎng)。

南芯擁有強(qiáng)大的研發(fā)及系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)、獨(dú)立的品質(zhì)管控團(tuán)隊(duì)、以及貼近客戶的銷(xiāo)售和支持團(tuán)隊(duì)，為高質(zhì)量的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)保駕護(hù)航。南芯也得到了上下游產(chǎn)業(yè)鏈與資本的廣泛認(rèn)可與支持：上海集成電路產(chǎn)業(yè)基金、聚源、紅杉、oppo、小米、vivo等紛紛入股成為股東，助力公司持續(xù)、快速成長(zhǎng)以及可靠的供貨保證。

南芯產(chǎn)品已在榮耀、OPPO、vivo、小米、聯(lián)想、三星、大疆、Anker、紫米等國(guó)內(nèi)外知名品牌的產(chǎn)品中頻頻亮相，并助力多款產(chǎn)品入駐Apple Store，證明了南芯產(chǎn)品在性能、品質(zhì)和成本等方面的諸多優(yōu)勢(shì)。南芯秉承不斷提高，不停創(chuàng)新的企業(yè)文化，致力于為客戶提供高性能、高品質(zhì)與高經(jīng)濟(jì)效益的系統(tǒng)解決方案。