全案介绍丨聚焦中高端、打造全方案,南芯科技致力打造全链路、全体系的整体解决方案
2023-03-10

本文概览:

 

高端消费类电池和电源管理全链路解决方案及应用

   - ACDC

   - 通信协议

   - 快充Charger

   - DCDC&PMIC

   - 电荷泵&PMU

   - 锂电保护

   - 无线充电

高端消费类应用

  •    - 手机充电方案

  •    - 笔记本充电方案

  •    - TWS耳机充电方案

汽车电子电源和电池管理方案及应用

  •    - 前装车载有线充电方案

  •    - 前装车载无线充电方案

  •    - 汽车电源管理方案

  •    - Advanced Power

泛工业类电源和电池管理方案及应用

  •    - 电动工具方案及应用

  •    - 储能方案及应用

  •    - 清洁工具方案及应用

 

 

自南芯科技成立伊始,始终坚持聚焦中高端,致力于打造全链路、全体系的整体解决方案,从消费电子、智能家居、到工业储能、安防及汽车电子等高端产业,南芯电源解决方案已实现全面覆盖。

 

南芯围绕各种应用,打造数款全链路、全方位解决方案,建立了Charge pump、DCDC、ACDC、有线充电、无线充电、快充协议、锂电保护、汽车电子在内的八大产品线,及多个市场方向的系统应用团队,为客户提供极具竞争力的一站式整体解决方案。

 

高端消费类电子和电源管理全链路解决方案

 

 

[01] ACDC

 

 

南芯科技作为PD 快充领域国产化先驱,已完成PD 快充全功率段的芯片布局,从第一颗PD 协议芯片的推出,南芯科技针对USB-PD 适配器市场,前后推出适用于宽输出电压范围的次级反馈(SSR)控制器、超快速关断次级同步整流(SR)控制器和集成CC/CV 控制环路的协议芯片,组成一揽子的全套解决方案,覆盖 20W-200W+ 功率范围,致力于为客户打造高功率密度、高安全、高可靠性的快充产品,满足多种应用场景。

 

高端适配器已进入氮化镓时代,作为氮化镓快充控制器国产化领路人,南芯推出多款氮化镓合封高功率密度解决方案,采用独有专利的差分直驱技术,在提高效率,减小体积的前提下,极大的加强了氮化镓器件的可靠性。

 

近期,更是推出了All-GaN 方案,引领高端适配器产品新的发展方向。

 

产品树:

 

[02] 通信协议

 

快充协议是终端应用和适配器握手的“语言”,只有正确“对话”后,才可以“握手”成功,进行快速充电。

南芯作为国内为数不多的可提供多家私有授权协议及 PD、UFCS 公有协议方案的公司,不论是所支持协议的广度还是产品性能深度,均处于业内头部地位。南芯提供支持多口快充应用的协议芯片以及集成环路补偿的协议芯片,给客户带来更多选择。值得一提的是,南芯也是中国自主快充联盟 UFCS 的核心成员之一,深度参与到协议和标准的起草与制定,共同推动国产快充行业快速发展。

选型表(部分):

[03] 快充Charger

 

充电器插入被充设备,接入Charger,握手完成后开始对电池进行快速充电。

 

南芯提供多种快充解决方案,并支持各种不同电池架构,包括单节电池降压充电、多串电池降压充电、多串电池升降压充电、线性充电和升压充电。尤其是南芯拳头的升降压类产品,广泛的用于笔记本,电动工具,储能,扫地机等高端消费和工业类市场。

 

近期,南芯推出的国内首款HPB 的同步双向降压充电控制IC — SC8978x/SC89800,能够在较低电源功率的情况下,给系统提供更大的瞬时功率,满足高性能设备峰值性能释放。

 

选型表(部分):

 

[04] DCDC&PMIC

 

南芯DC/DC 覆盖升降压、降压、升压3 种架构,用高度集成功能简化客户系统设计,其中同步开关控 制芯片(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功率应用;同步开关转换芯片,通过集成 超低Rdson 的功率MOS,为系统提供高集成度、高密度、外围器件精简的高效电源转换方案。近期推出的全新集成36V 高效同步降压控制器的双端口快充(1C1A)SoC - SC9712,相较于传统双口充方案,选用SC9712 可节省3 颗芯片,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 + Type 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。

 

南芯发挥创新优势推出的高集成的AMOLED driver,单芯片即可实现大尺寸屏幕供电,同时具有小体积高效率优势,满足手机及平板电脑的显示需求。

 

应用方案:

 

[05] 电荷泵&PMU

 

电荷泵被已经被广泛用于手机的快充,搭配上述主charger,提供超高效率的快充通道。南芯的电荷泵产品在性能、品类、品质等多纬度遥遥领先,出货量多达数亿颗,覆盖国内绝大部分手机客户。支持多种不同的电池架构,是此类产品的顶级玩家。

 

报告指出:南芯电荷泵相关产品,市占率全球第一,覆盖22.5-200W 范围,包含经典的2:1,4:2,4:1,6:2 等,产品架构齐全,国内领先。

 

并且,南芯基于对系统的深刻理解和宽广的产品线,与多个手机厂家联合定义开发了Buck charger、协议、LED 驱动等功能的PMU,此类产品集成度高,功能齐全,性能强大,也实现了极致的成本,具有极高的技术和市场门槛,造就了强大的壁垒。

 

选型表(部分):

 

[06] 锂电保护

充电Charger 的输出接入电池,为电芯充入能量。我们看到的电池,其实是电池Pack,包含存储能量的电芯及一个电池保护板。保护板上最核心的器件即为锂电保护芯片,一些快充电池还会有电量计芯片。南芯提供锂电保护,电量计的解决方案,为锂电池提供全方位的监测和保护。该产品已经广泛的应用于电动工具,清洁工具,储能等高端工业类市场。

 

选型表(部分):

 

[07] 无线充电

 

南芯在无线充电市场起步也较早,目前在配件类方向占据着市场龙头地位。并且南芯也能够提供发射、接收的完整方案。

 

从支持15W Qi 协议的SoC 到最高50W 的buck-boost +TX 的发射方案,及手机内部支持工信部最高50W 标准的RX 方案,在配合前端的AC/DC 和协议、后端的开关charger 和电荷泵、锂保等,就是一套完整的无线全链路解决方案。

 

高端消费类应用

 

[01] 手机完整快充解决方案

 

在手机快充领域,南芯科技产品已与荣耀、OPPO、小米、vivo、moto 等众多知名手机品牌达成深度合作,并完成直接供应商体系认证。南芯手机快充解决方案根据用户需求可达到市场主流240W 甚至300W 充电功率。其中,南芯经典的超高压电荷泵快充芯片:SC8551、SC854x、SC8571 等备受市场青睐。

 

南芯SC8571 可满足电荷泵领域对超大功率芯片的需求,单芯片可支持到120W 充电规格。采用多颗并联则可在保证手机散热性能和用户体验的基础上实现120W/160W/240W 甚至更高功率。

 

下图为120W-160W 双电芯典型充电架构图:

(图. 200W 3电芯充电架构图)

 

应用方案:

 

[02] 笔记本电脑多种架构快充和多品类电源管理方案

 

笔记本电脑的Charger,需要支持不同串数的电池和不同规格的充电头,技术和可靠性门槛较高,长期被大陆以外的厂家把持。南芯科技,依托坚实的技术基础,可靠的品质保证,公司NVDC 架构产品率先打破垄断,进入笔记本供应链,而后又推出HPB 架构的charger 产品,完整布局了笔记本电脑的charger 方案。

 

并且,南芯科技也能够提供大电流 AMOLED driver,PMIC 等产品,完善笔记本的各种电源管理方案。

 

应用方案:

 

[03] TWS 耳机-10C 超快充完整方案

 

在TWS 耳机方面,南芯推出了最高可支持10C 快充的完整解决方案,包括充电仓内部带CC 功能的升降压快充PMU 及耳机内部带bypass 功能的线性充电器,从系统级的整体设计来实现超高效率的超快充电,并且联合定义了整套完整的双向通信协议,通过电源管脚作为数据通道,无需专门的通信管脚。

 

系统框图及方案组合:

 

随着新能源汽车产业快速发展,智能座舱成为消费新需求。在车规电源芯片领域,南芯科技已推出多款车规级充电方案,覆盖车载充电、车载照明、车身控制、信息娱乐系统和ADAS 等多个应用领域。南芯科技推出多款车载有线/无线充电方案,通过AEC-Q100 认证。

 

汽车电子电源和电池管理方案及应用

 

[01]前装车载有线充电方案

 

PD 30W/45W/60W/65W 应用

南芯科技推出CH-19A/B/C/D四种方案,分别对应PD 30W/45W/60W/65W 应用,支持GPI配置功率。

 

 

PD 18W/20W/27W 应用

南芯科技推出CH-22A/B/C/D 四种方案,适用于PD 18W/20W/27W 的应用,支持GPIO 配置功率、CDP 以及端口模式。

 

双C 口60W 方案 

南芯推出双C 口60W 方案,由CH-19C+CH-19C 组合而成,支持投屏及USB 通信能力。支持功能定制(专案),已在小米、OPPO 等多家大厂中成功应用。

 

[02] 前装车载无线充电方案

 

目前车载无线充电功率等级主要分为15W 及40W/50W,15W  功率等级根据不同应用,前级DCDC 又可分为buck 和buck-boost 两种拓扑。

 

南芯凭借多年在电源充电管理的深厚积累,已推出3款产品来覆盖这一市场:

  • SC5003Q (20V Wireless Power Transmitter)

  • SC8101Q (32V/5A buck-converter)

  • SC8701Q (36V buck-boost controller) 

  •  

 

[03 ]汽车电源管理

 

南芯科技根据SC8101Q 推出同家族P2P 系列产品SC8108Q(32V/3.5A buck-converter), SC8109Q(32V/2A buck-converter),争对智能座舱、语音娱乐系统、一级电源均有系统解决方案,二级电源方案也在布局中。上述一级电源作为通用电源,同样适用ADAS、车灯、域控等其他车载系统。

 

南芯智能座舱/语音娱乐系统框图:

 

南芯科技已全面深化汽车电子产品布局,除上述产品外,已规划一系列新品方向,依托于南芯全面的技术和可靠的品质,及产业链上下游的协同合作,必将实现再一次的跨越。

 

 

[04]Advanced Power

 

南芯一直重点关注汽车电子化、智能化和互联化给车用芯片带来的新机会:车用影音娱乐系统从简单的音频广播功能逐步升级为智能座舱系统,分步式的车身控制模块升级为集成式的域控制器模块,从而带动整体车载电源数量的增长,对专用电源管理芯片以及带保护和诊断功能的智能驱动芯片的需求也大幅增加。

目前公司已经有多颗无线/有线充电类产品通过了AEC-Q100 车规认证,已经成功在国产汽车前装市场进行大规模量产;部分DC-DC 的电源类产品也完成车规验证,在影音娱乐,车身控制系统中陆续进入量产状态。同时,智能驱动芯片目前在样品阶段,在2023 年下半年陆续会进入量产阶段。

 

除中高端消费类及汽车电子充电方案,南芯科技在电动工具、储能、无人机、机器人、安防等泛工业类方向也有深入布局。

 

泛工业应用

 

[01] 电动工具

 

随着锂电池技术的发展及工具电动化的需求,电动工具的功率和充电速度均在大幅提升,南芯的升降压充电产品、开关电源产品及锂电保护产品等可为用户提供整套从AC 端到设备电池端的完整的系统电源和电池管理方案。

 

并且随着电动工具高压快充甚至是无线充电的需求越来越强烈,南芯的充电协议产品,以及100v 的高压Buck,无线充电等产品进行组合,打造高端电动工具的完整方案。

 

系统框图:

 

重点料号(部分):

 

[02 ]储 能

 

后疫情时代,户外活动反弹式普及,户外用电需求更会爆发式增长。同时,受新能源汽车的发展带动上游锂离子电池产业的成熟,便携式储能行业得到迅速发展。便携式储能电源的系统架构,与我们常见的充电宝较为类似,但输入输出功率更大、功能更多,对安全性、可靠性的要求也更高。下图为便携式储能系统的内部功能架构图,其中蓝色部分为南芯可提供的芯片方案。

 

 

便携式移动储能的几个核心功能模块:

  • AC/DC 转换

  • 升降压充电

  • 降压变换器

  • 充电协议

  • 锂电池保护

  • 对外无线充电

  • 正弦波逆变

南芯可以提供上述除逆变外的几乎所有方案。

 

产品一览:

 

[03] 清洁工具

 

近年,在消费升级和技术进步大前提下,家居行业发展大步提升,呈现融合化、智能化、健康化、绿色化等全面发展趋势。清洁工具作为现代“全屋智能”中不可或缺的一环,在过去几年中展现出快速增长态势。南芯已有多款产品于家庭清洁工具中量产,深受大众青睐。据悉,南芯 SC8886、SC89171 、SC8906 等多款代表性充电产品已进入石头、小米、安克等扫地机器人品牌。

 

重点料号(部分):

后记

 

南芯科技,深度布局了从消费类,泛工业类以及汽车电子的市场方向,有针对性的打造了全方案、端到端的产品系列,始终聚焦中高端品类,其高性能、高品质的要求,才能有高门槛,高价值,也才能让企业发展的更稳健,更长远。

 

国产替代,不仅是单纯替代,更要创新突破,才能走得更稳更远,这不仅是南芯科技在模拟和嵌入式半导体所努力的方向,更符合国家产业升级的宏观战略。

 

南芯科技秉承“时间优先,性能优先”的产品理念,坚持“开拓进取,不断创新”的公司文化,致力于为客户提供高性能、高品质与高经济效益的系统解决方案。

 

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