氮化镓为充电器带来了多方面的提升,从效率到功率密度,都比之前传统硅MOS有了大大提升,使充电器在便于携带的同时具有更高的能效。在充电器初级控制器的发展中,氮化镓器件驱动的难题也被人们逐一攻克。
南芯之前已经推出了集成氮化镓驱动器的控制器,被多家厂家使用。并搭配同步整流和协议芯片,达成了快充全面国产化。近期,南芯推出了控制器、驱动、氮化镓器件集成为一体的反激芯片,采用DFN5*6小封装,实现了极简化且易于量产的氮化镓充电器设计。
图为初级采用了南芯SC305X系列氮化镓反激芯片的33W充电器,次级采用南芯SC3503同步整流,南芯SC2151A协议芯片,全部自主。设计尺寸为:29.0mm x 23.5mm x 22.6mm (不含折叠端子),其PCBA功率密度高达 2.14W/cm3,90Vac/60Hz 满载下输出端口效率大于92.2%,可大幅度降低热设计难度,多项技术指标业内领先。
南芯SC305X是一颗高频准谐振反激转换器,具有高能效和高可靠性。转换器内置高压启动电路,可实现超低的待机功耗和超快的启动速度。SC305X提供自适应的频率折返用于实现全负载范围内的高效率。在QR和DCM模式下,谷底开通以提高效率。无负载时,芯片以突发模式运行,降低待机功耗。
SC305X内部集成650V耐压的氮化镓开关管,同时集成高压启动电路、软启动电路,以及用于超宽输出范围的分段式供电电路。在突发和故障模式下具有超低的工作电流,最高工作频率为175KHz,支持抖频改善EMI性能,支持谷底开通,轻载和空载模式以突发模式运行以降低功耗,提高效率。
芯片内置过热保护,供电过压保护、供电欠压闭锁、逐周期电流限制、两级过流保护、输出过电压保护、输出短路保护和过载保护,提供完善全面的保护功能。
南芯SC305X采用DFN5*6封装,厚度为0.9mm,比整流桥、光耦都要薄,有效拉开与外壳的距离,便于增加导热措施。独特的焊盘设计,优化了大电流走线和电气性能,同时引脚功能区块化,将功率走线和控制走线分开,简化PCB的设计。
其中南芯SC3050与SC3056两款芯片封装与功能相同,仅内置GaN开关管导阻不同,SC3050内置450mΩ氮化镓开关管,SC3056内置360mΩ氮化镓开关管。该系列芯片为USB PD快充与开关电源应用提供高能效小体积的解决方案。
关于南芯
上海南芯半导体科技有限公司,于2015年底成立于上海浦东张江高科技园区,专注于锂电池相关的充电管理、charge pump/DCDC/ACDC功率转换、有线/无线快速充电协议、锂电保护等电源管理领域。南芯初创团队来自德州仪器 ,均拥有10年以上的行业工作经验,深耕电源领域,搭档多年,配合默契。随着公司的快速发展,南芯持续引进业界优秀人才,打造顶尖研发团队,并秉承不断创新的产品文化,致力于为业内提供高性能、高品质与高经济效益的完整IC系统解决方案。
南芯推出的国内首款兼容电荷泵快充和低压直充的手机充电IC——SC8551。该系列产品,凭借其卓越的性能,率先打破欧美芯片垄断,成功切入品牌手机供应链,顺利通过小米、荣耀、OPPO、联想等多个手机大厂的严苛认证并实现量产,南芯由此成为国产电荷泵快充方案顶级玩家!随着南芯在快充领域的持续聚焦发力,南芯的产品未来将会广泛应用于充电外设产品、智能手机、PAD、笔记本、电视、无人机、智能家居等各类产品和各类工业产品。
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