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南芯推出国内首款NVDC同步升降压笔记本充电IC

充电头网编辑部 充电头网 2022-04-22


随着Type-C接口的蓬勃发展,最近几年的笔记本都采用了Type-C接口做电源输入。全能的Type-C接口既可以满足电源和数据传输,又具有非常好的通用性,支持PD标准的电源都可以为笔记本充电。由此,促生了针对笔记本电脑内置电池充电应用的同步升降压芯片,可支持宽电压输入为笔记本电脑充电。


国内首款NVDC同步升降压充电芯片


上海南芯半导体是国内第一个推出同步升降压控制器的公司,南芯半导体在以往升降压架构上继续研发,升级产品,推出了第四代升降压控制器产品SC8885/SC8886,在国内处于领先地位。


南芯SC8885/SC8886也是国内第一个集成NVDC路径管理的升降压充电芯片,可满足笔记本内1-4节的电池充电,并集成符合Intel规范的相关功能,填补了国内空白。

 

南芯SC8885/SC8886原理图

 

南芯SC8885/SC8886外置四颗同步开关管组成H桥,外置一颗BATFET进行电池控制。两颗取样电阻分别用于输入电流和电池端电流采样。SC8885支持SMBus,SC8886支持I2C数字通信,内置8通道10bitADC可采集系统功率、适配器输入电压、系统输出电压、电池端电压、输入输出电流和电池充放电电流,通过数字接口送至主机,读取系统运行功率。


升降压在充电中起到什么作用


升降压是一种电压转换的架构,由于电路架构限制,传统的升压只能输入电压低于或者等于输出电压,降压也只能是输入电压高于或者等于输出电压。就是我们用20V适配器才能为专用电源的笔记本电脑充电一样。笔记本内置降压充电电路,只能用规定电压的适配器为电脑充电。

 

而现在采用USB-C接口通过PD协议充电的笔记本,则部分内置同步升降压充电芯片。同步升降压就是输出电压可以等于,高于,低于输入电压,即5V到20V输入,都可以为内置电池充电,这极大的方便了我们为电脑充电。


没有AC电源的时候,用5V输出的移动电源就可以为电脑应急充电,无需像传统电脑需要原装适配器,降压充电的20V门槛不存在了,并且还大大提升了电源的通用性。所以说将升降压充电芯片引入到笔记本中,是一个非常好的设计。

 

NVDC充电有什么好处

 

传统并联充电方式

 

传统的充电方式是系统直接在电池端取电,这种方式存在两个缺点。首先是电池电量完全放光的时候,连接适配器后,需要先对电池充电,电池电压达到最低工作电压后,才可以开机,在着急需要开机拷文件出来时非常影响使用体验。


另外一点是输出电流同时为系统和电池供电,开机时充电影响电池的充电速度,并且在系统运行时频繁的对电池充放电,加快电池老化,降低电池寿命。

 

NVDC充电方式

 

而NVDC充电方式克服了以上缺点,在电池端和系统负载之间新增BATFET,在电池电量放光后,适配器接入时,可以以线性充电模式涓流为电池充电。同步升降压输出一个比较低的电压为系统供电,该系统供电电压通过BATFET为电池进行线性充电。


电池电压上升后,BATFET短接电池和系统供电端,为电池正常充电。电池充满后,关断BATFET,切断电池和系统的连接,由适配器为系统供电,延长电池寿命。

 

当系统功率高于适配器输出的最大功率时,得益于NVDC的架构,电池可以接入,补充系统功率。并且得益于BATFET的加入,电脑还可以进入运输模式,断开电池与系统的连接,减少电池的电量消耗。

 

SC8885/SC8886同步升降压充电IC有哪些优势

 

南芯是国内最早推出同步升降压方案的公司,南芯SC8701/SC8802等同步升降压控制器在移动电源上备受好评,市场占有率非常高。南芯将双向同步升降压控制器的技术与NVDC供电方式结合,推出了新品SC8885/SC8886。

 

南芯NVDC充电评估板

 

南芯SC8885/SC8886支持3.5-24V宽输入电压范围,输出支持1到4节电池充电。宽输入电压范围完美适配USB PD快充协议的电压范围,非常适用于USB-C接口供电的笔记本电脑,实现5-20V输入都能充电。

 

SC8885/SC8886支持最高8A的充电电流,可以64mA为步进调节,提供高精度电流设置。输出电压支持8mV步进调节,适合多种电池使用。同时输入端限流支持硬件设置和软件配置的双重设置方式,可提高系统可靠性。

 

南芯还在SC8885/SC8886中集成PSYS/IADPT/IBAT引脚,用于监控系统功率,适配器输出电流和电池端电流,集成/PROCHOT引脚,输出CPU中断控制,符合现代笔记本电脑系统应用需求。


SC8885/SC8886还支持适配器最大功率算法,运输模式,学习模式,支持800KHz和1200KHz工作频率,可减小电感体积。轻载和空载时开关频率保持20KHz以上,不发出音频噪声。

 

南芯NVDC充电效率曲线

 

南芯最新推出的同步升降压NVDC充电芯片,在20V输入下,单节电池电压4V的测试条件下,其中四个开关管导阻均为6.5mΩ,BATFET导阻为8.5mΩ。对4串电池充电效率可达96.5%,3串电池充电效率可达95.5%,2串电池充电效率可达93.4%,达到国际领先水平。

 

为了优秀的用户体验,SC8885/SC8886内部集成了非常全面的保护功能,包括输入端过压/欠压保护、输入端过流保护、输出过压保护、输出过流保护、输出短路保护、电池过压保护、电池放电过流保护、逐周期过流保护以及芯片过热保护,以上全面的保护功能可以有效保护系统,防止异常情况造成损坏,保证系统稳定运行。

 

充电头网总结

 

笔记本电脑作为我们日常离不开的生产力工具,处理器的技术升级使得性能和体验大幅提升,但传统降压充电的方式,使得笔记本做不到手机那么高的充电兼容性。南芯推出的NVDC升降压充电芯片彻底打破了传统降压充电对人们的束缚,通过普及的USB-C接口,大大扩展笔记本电脑的充电兼容能力,随便一个USB PD电源都可以充电,提升产品的竞争力。

 

南芯是国内领先的电源芯片公司,南芯在电源行业广泛布局,南芯的双向同步升降压控制器在大功率PD移动电源上得到广泛应用,市占率几乎达到100%。南芯的氮化镓控制器、同步整流芯片和协议芯片也已在热门的氮化镓充电器上大批量应用,南芯推出的同步升降压NVDC充电芯片,目前也已经导入国际知名PC供应链,即将取代进口产品,实现国产替代。


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