重磅新品 | 南芯科技推出PD3.1 140W单口/多口快充解决方案
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2021 年5 月，USB-IF 协会推出USB PD3.1 最新快充标准规范，最大快充功率由传统的100W（20V/5A）提升到240W(48V5A)，这一重大改变，使得USB PD 快充标准的应用市场从手机、笔记本电脑等传统消费类电子领域，扩充到便携式设备、电动工具、通信和安防设备、汽车及医疗等供电的领域，实现了“万物皆可充”的愿景。
USB PD3.1 能够迅速商业化，离不开苹果公司的“鼎力支持”— 2021 年10 月苹果发布的16 英寸MacBook Pro，成为全球首款支持USB PD3.1 快充技术的笔记本电脑，支持140W（28V/5A）的USB-C 快充。紧接着，越来越多快充厂商也迅速响应，积极布局这一全新的快充充电器市场。
南芯科技，作为国内领先的模拟和嵌入式芯片设计公司，全面布局PD 快充全套解决方案，近期重磅推出140W 单C 口、双C 口及2C1A 2C2A 等多种快充电源方案，为客户带来丰富的选择。
方案介绍
140W 单C 口的参考设计
该方案采用全套南芯明星产品，包括PFC 控制器、高频QR 反激控制器、副边同步整流以及协议芯片等，整体设计外围精简。
方案优势如下：
南芯全套解决方案
方案外围电路精简、效率高
支持PD3.1 28V/5A 及PPS 3.3V-21V
支持多种快充协议
支持CC/CV 模式
PFC 具有2 级OVP 保护
QR Flyback 控制器直驱GaN
同步整流控制器具有很短的开通、关断延时
(方案简要框图)
(demo 展示)
140W 多口的参考设计
该方案采用2 片SC9712 协议芯片，在不需要额外MCU 的情况下可实现多口之间的功率分配，该方案还可以根据用户实际需求变成2C、1C1A、2C1A、2C2A 等方案。
方案优势如下：
南芯全套解决方案
方案外围电路精简、效率高
支持PD3.1 28V/5A 及PPS 3.3V-21V
支持多种快充协议
支持CC/CV 模式
PFC 具有2 级OVP 保护
QR Flyback 控制器直驱GaN
同步整流控制器具有很短的开通、关断延时
单个协议芯片支持C+A 或A+A 应用，并支持双口独立限流
协议芯片支持PD、UFCS、AFC、FCP、SCP 等快充协议
协议芯片自带CPU，多个芯片级联可以自行对多口进行功率分配
1 套固件可支持2C、1C1A 共享、1C1A 非共享、2C1A 共享、2C1A 非共享、2C2A 等应用
(方案简要框图)
(demo 展示)
产品介绍
PFC 控制器 - SC3201
为满足大功率快充应用，南芯推出一款CRM 运行模式的PFC 控制器SC3201，支持DCM，CRM 模式，支持谷底开通降低开关损耗，PFC 升压电感无需辅助线圈，具有高转换效率。具有极低的负载功耗和完备的保护功能，支持9-30V 供电，满足中小功率的PFC 应用，SOT23-6 封装减小占板面积。SC3201 内部集成了两级独立的OVP 电路，分别通过VFB 和ZCD 管脚实现，根据检测到的电压实现过压保护，实现高可靠性的保护。芯片内部还集成了Brown In/Out，简化时序设计，另外加入增益补偿功能，保证不同线电压下增益的一致性，便于环路调试。内置频率折返功能，兼顾效率和THD。
QR Flyback 控制器 - SC3023C
SC3023C 是一款高频准谐振反激控制器，满足各类高频QR 快充需求，SC3023C 专有GaN 直驱设计，省去外置驱动器或者分立驱动器件。SC3023C 集成分段式供电模式，单绕组供电，无需复杂的供电电路。内置高压启动及交流输入Brown In/Out 功能，并集成了X-cap 放电功能，最高可支持170KHz 工作频率。QR 和DCM 模式下通过谷底开通来获得高效率。空载时在低功耗模式下运行，从而降低系统的待机功耗。内置完善全面的保护功能，支持芯片内和外置的过热保护功能。
同步整流控制器 - SC3503
SC3503 是一颗自适应开通检测和快速关断同步整流控制器，无需辅助线圈供电，专利的自适应开通检测电路避免同步整流管误开通，兼容多种MOS，具有超低的静态电流，支持多种工作模式，如支持零电压Flyback/ACF Flyback 和CCM/DCM/QR Flyback 模式，支持高侧和低侧同步整流，外围元件非常精简。SC3503 还支持零电压输出下的驱动钳位，支持4A 拉电流能力保证同步整流管快速关断，自动切换8V/6V 驱动电压，并且具有10nS 的业界最佳关断传输延时和精准的最小导通时间。
集成DC-DC 的协议SoC - SC9712
SC9712 片上集成了40V 高效率同步降压控制器、一组Type C 接口和两组DPDM 快充协议控制接口。无需增加MCU 控制，两颗SC9712 即可相互通讯，实现单一口工作时满功率输出，多口同时工作时自动进行功率分配的功能。SC9712 可同时支持符合最新的USB Type-C 和PD3.1 标准，可以支持PPS、EPR 等PD3.1 协议，支持140W（28V/5A）供电，支持市面上的快充协议同时支持最新的UFCS 协议。
总 结
南芯科技作为氮化镓快充控制器国产化先驱，率先实现氮化镓控制芯片的自主可控，至今已成功量产多款集成GaN 直驱的控制器，凭借成熟的高集成度GaN 解决方案，已与多品牌达成深度合作，得到行业广泛认可。近期推出的140W 的单C 口、双C 口及2C1A 2C2A 等多种快充电源方案，全套采用南芯明星产品，整体设计外围精简，为客户带来丰富的选择。
解释说明
*文中部分图片源自网络，如侵删
* 文中数据来自南芯科技，最新数据以南芯科技官方发布为准
南 芯 科 技
上海南芯半导体科技股份有限公司（简称：南芯科技），是一家专注于电源、电池管理和嵌入式的高性能国产半导体设计公司，拥有Charge pump、DCDC、ACDC、有线充电、无线充电、快充协议、锂电保护等多条产品线，基于自主研发的升降压充电、电荷泵和GaN 直驱等核心技术，推出了多款明星产品，得到业内广泛认可。
南芯科技能够提供从AC 到电池的端到端有线、无线完整快充解决方案，产品覆盖10W 到200W 功率等级范围。电荷泵和升降压开关充电系列快充产品打破国外垄断，通过了国内外多个知名品牌智能手机、平板电脑、笔记本电脑厂家认证并已实现大规模量产；DCDC、有线充电、无线充电及嵌入式协议类产品在消费、泛工业等市场被广泛采用；并且，多类产品已通过AEC-Q100 车规质量认证，能够提供完整的车载无线、有线充电方案，于多款车型中实现前装量产。
南芯科技拥有强大的研发及系统团队、独立的品质管控团队以及贴近客户的销售和支持团队，为高质量的产品开发设计保驾护航。南芯科技得到了上下游产业链与资本的广泛认可与支持，获得了上海集成电路产业基金、中芯聚源、红杉资本、OPPO、vivo、小米等的资本加持，助力公司持续、快速成长。
南芯科技产品已在荣耀、OPPO、vivo、小米、联想、三星、Anker、紫米等产品中频频亮相，在多款汽车品牌前装产品顺利量产，证明了其产品在性能、品质和成本等方面的诸多优势。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。
南芯，为效率而生。
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