南芯半导体推出5套高效USB PD快充参考设计
2020（冬季）USB PD＆Type-C亚洲展12月18日成功举办，数十家芯片原厂借此展会发布了USB PD＆Type-C快充新品，最新的快充芯片、方案、成品，以及快充配套的元器件琳琅满目，现场十分火爆。
上海南芯半导体科技有限公司作为参展商出席本次展会，并一口气推出了5套高效PD快充方案。其中三套为氮化镓快充方案，包括30W氮化镓快充、绕线变压器65W氮化镓快充以及平面变压器65W氮化镓快充；另外两套为搭配CoolMOS的快充方案，分别是65W 2C1A三口快充和65W单C口快充。下面就来看看南芯推出的这5套PD快充方案有哪些特色？
一、南芯30W氮化镓快充方案
南芯30W氮化镓单口快充方案基于SC3021D、SC3503、SC2151A三颗芯片开发，其中主控芯片SC3021D支持170kHz GaN直驱，专为氮化镓充电器进行设计，该方案下可采用ATQ17/15绕线式变压器，极具性价比。
据了解，南芯SC3021x满足各类高频QR快充需求，采用专有的GaN直驱设计，省去外置驱动器或者分立驱动器件；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，集成了X-cap放电功能。
SC3503是南芯推出的10ns级快速关断的系统同步整流控制器，配合强有力的驱动设计， “唯快不破”为电源系统安全保驾护航。
SC2151A是南芯专门针对USB-PD应用推出的一款快充协议控制器，支持最新的USB PD3.0协议标准，支持多种DPDM快充协议，集成CC/CV环路补偿环路控制，内置补偿，无需外置RC，简化系统方案。
在SC2151A协议芯片加持下，USB-C口支持PD、PPS、AFC、FCP、SCP、VOOC等快充协议，具备5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A和3A/2A PPS电压档位。兼容协议多，电压档位齐全，性能强悍。该方案下PCB板尺寸仅为36*32*20mm³，功率密度为1.3W/cm³，高功率密度是其另一大特点。
二、南芯65W绕线变压器单口氮化镓快充方案
65W单口绕线变压器氮化镓快充基于南芯SC3021A+SC3503+SC2151A方案开发，主控芯片SC3021A最高支持170kHz工作频率，适用于绕线式变压器，可搭配RM8（LM8）绕线式变压器。同时PCB板尺寸可做到54*30*23mm³，功率密度达1.7W/cm³，具有BOM极简、高性价比、高功率密度等特点。协议方面，USB-C口支持PD、PPS、AFC、FCP、SCP、VOOC等快充协议，具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A和3A PPS电压档位。
该方案整体设计非常精简，推出了使用纳微、英诺赛科等公司的650V GaN功率开关管的设计。
三、南芯65W平面变压器单口氮化镓快充方案
南芯半导体基于平面变压器开发的65W单口氮化镓快充方案选用SC3021B+SC3503+SC2151A的芯片组合。其主控芯片SC3021B支持最高260kHz工作频率，专为平面变压器设计，也是首批国产GaN直驱控制器，集成分段式供电。
可以看到，为了实现更高的功率密度，该方案采用更加紧凑的设计。输入端采用两块小板，让整个PCB模块体积进一步压缩，尺寸可做到50*27*25mm³，功率密度达1.9W/cm³，具有BOM极简，高功率密度的特点。
四、南芯65W 2C1A CoolMOS快充方案
针对普通65W 2C1A多口快充充电器的应用，南芯还推出了SC3001A+SC3502+SC9711方案，采用两颗SC9711即可相互通讯，无需MCU自动实现功率智能功率分配，任意单口65W满功率快充，支持多口盲插。
该方案下充电器支持PD、PPS、AFC、FCP、SCP等快充协议，两个USB-C口支持5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A和3A PPS输出；USB-A口支持5V3A、9V2A、12V1.5A输出。
该方案下充电器输出端设有二次降压板，主板趋于正方形，背面十分简洁，尺寸可做到53*50*23.5mm³。
该方案初级侧采用的是英飞凌CoolMOS，通过系统优化，同样可以实现高效率的特性。
五、南芯65W CoolMOS单口快充方案
南芯SC3002A+SC3502+SC2151A则可用于普通65W单口快充充电器中，同样搭配英飞凌CoolMOS。该方案下可采用67kHz，RM10绕线式变压器，BOM极简，具有高性价比、高效率等特点，最高可达94%。
得益于主控芯片、同步整流芯片以及协议芯片均来自南芯半导体，该方案在整机调试和系统优化方面均有较大优势。
充电头网总结
南芯半导体高效PD快充方案的推出，对于GaN快充产品和非GaN快充产品的开发都是一大利好。在氮化镓快充方面，南芯半导体是推动氮化镓快充控制器国产化的先驱，率先实现了氮化镓控制芯片的自主可控，配合纳微、英诺赛科、氮矽等厂家的氮化镓功率器件，避免快充关键技术被“掐脖子”。在非氮化镓快充的应用方面，南芯半导体也能提供全套高性能的USB PD快充解决方案，满足不同市场定位的客户选型需求，丰富市场产品。
此外，南芯半导体还可发挥本地化优势，为客户提供差异化的定制服务，并能在产品质量、成本、时间、配合度等方面进一步优化，提升客户产品竞争力。这对消费者来说也是一大利好，往后可以买到更加可靠、更高性价比且款式多样的产品。
「技术专题」
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