2022年8月16日，2022（夏季）亞洲充電展在深圳成功舉辦，展會同期還舉辦了2022（夏季）USB PD&Type-C亞洲大會，并邀請了17位行業大咖現場與大家探討USB PD&Type-C的應用與未來發展，為大家分享最新的第三代半導體技術以及高效率快充電源解決方案。

南芯科技AC-DC系統應用工程師發表了《南芯半導體PD快充方案》為主題的分享，對南芯科技在合封氮化鎵芯片，同步整流及協議芯片和用于大功率快充的高功率因數PFC控制器等快充領域的產品布局進行了深入的介紹。

南芯科技是一家可以提供PD快充全套解決方案的供應商，本次介紹分為三個部分，分別為南芯AC-DC全套解決方案介紹，南芯高集成度氮化鎵解決方案和南芯科技新推出的高功率因數PFC控制器介紹。

首先進行的是南芯科技AC-DC解決方案概述。

南芯科技針對市場上大功率PD快充的需求，推出了一款支持DCM和CRM應用的PFC控制器，型號SC3201，采用SOT23-6封裝。

南芯科技的次級側反饋控制器涵蓋了高頻QR控制器以及支持低壓CCM的控制器，作為南芯科技SC302X系列高頻QR控制器的擴展，南芯科技從去年開始推出了一系列氮化鎵Combo的方案，根據不同功率分為SC3057，SC3056和SC3055A，SC3055及SC3054，提供高性價比的高集成度方案。

在CCM控制器中，南芯科技SC3005支持高壓啟動，SC3002支持BOOST供電，SC3001則采用SOT23-6封裝設計，為不同的應用提供多種解決方案。

南芯科技同步整流分為內部集成同步整流管的芯片產品和控制器產品，其中SC3520是一顆支持氮化鎵驅動的同步整流控制器，適用于全氮化鎵的快充解決方案。

南芯科技的協議芯片也分為兩種：支持多口快充應用的協議芯片和集成環路補償的協議芯片。其中SC2151A和SC2021A均內置補償網絡，無需外置CCCV環路和RC補償網絡，外圍簡單。SC2151A可用于單口輸出，SC2021A可用于1C1A雙口輸出。

以上為南芯科技AC-DC產品線整體介紹。

第二部分是南芯科技高集成GaN解決方案的介紹。

氮化鎵開關器件的引入，大大加快了PD快充的發展，為應對寬范圍輸出和氮化鎵驅動的難題，南芯提出了兩項專利技術，其中第一項技術是分段式供電，解決輸出寬范圍的供電問題，支持使用單輔助繞組，簡化設計，降低輔助繞組電壓及功耗損耗。

“另一項技術是氮化鎵差分直驅，通過直驅可以進一步簡化外圍元件數量，相比傳統方案減少外圍器件14顆，進一步地將控制器，驅動和氮化鎵器件和保護技術結合到一個芯片中，推出氮化鎵Combo芯片，進一步簡化外圍元件，減少寄生參數對氮化鎵高頻開關的影響，充分發揮氮化鎵的性能優勢。”

南芯科技推出的氮化鎵Combo產品系列不斷擴展，新推出了ESOP7封裝的氮化鎵合封芯片系列，其中SC3055A，支持30W快充應用，SC3055支持25W及以下的場合，SC3054支持20W左右的場合。SC3057是一顆大功率的合封芯片，支持65W功率，搭配PFC應用時，支持90W+的輸出功率。南芯科技現已推出20到65W范圍的合封氮化鎵芯片。

目前南芯科技的氮化鎵合封芯片已應用于多款產品中，其中紫米35W 2C，紫米30W單口和倍思30W單口內部均搭載了SC3056，倍思67W 1C1A充電器中內置了SC3057，同步整流和協議也來自南芯科技，目前已經推出一站式快充解決方案。

南芯科技氮化鎵Combo具有分區設計，將功率走線和信號走線分開，簡化充電器布局和布線設計，可以方便的進行大面積敷銅散熱。采用QR+DCM工作模式，內置完備的保護功能，如內置OTP，外置NTC，支持過載保護，次級過壓保護，逐周期過流保護，同步整流管短路保護和供電過壓保護。另外還集成了分段式供電，使用單繞組即可滿足寬電壓范圍輸出。

南芯科技SC3055內置650V 650mΩ氮化鎵開關，支持分段式供電，通過SW引腳外置電感實現分段式供電。工作頻率最高為135KHz。SC3055采用ESOP7封裝，外圍元件個數很少，能顯著簡化小功率的充電器設計，并內置完備的保護功能。

圖為南芯科技SC3055的應用電路圖，支持20W輸出功率，輸出支持5V3A，9V2.22A和12V1.67A，輸入端無需使用BOOST供電，由輔助繞組直接供電，可以進一步簡化原邊供電設計。

變壓器采用EE15磁芯，同步整流采用60V耐壓的SC3512，內部集成10mΩ同步整流管。協議芯片采用SC2151A，內置環路補償，無需外置補償網絡，外圍簡單。

南芯科技SC3055 DEMO，尺寸為24.3mm*24mm*23mm，板端功率密度達到1.49W/cm3。DEMO采用兩塊PCB焊接組成，整流橋和輸出協議芯片焊接在一塊PCB上，氮化鎵合封芯片焊接在另外一塊PCB上，有效利用空間，避免積熱，降低散熱壓力。

南芯科技SC3056是一顆支持33W的氮化鎵Combo芯片，工作頻率支持到175KHz，同樣支持分段式供電，采用DFN5*6封裝，小巧的封裝減小空間占用。

圖為南芯科技SC3056 DEMO，尺寸為29mm*23.5mm*22.6mm，板端功率密度達到2.14W/cm3。DEMO采用三塊PCB焊接組成，充分利用內部空間。

圖為南芯科技SC3056的應用電路圖，支持33W輸出功率。供電引腳串聯BOOST電感，在VDD電壓較低時，可以升壓為芯片供電，滿足寬范圍電壓需求。當VDD電壓高于11.2V時，關閉升壓轉換器，由輔助繞組供電。

同步整流采用SC3511A，芯片內部集成100V同步整流管。還可選擇SC3503+同步整流管的方案。協議芯片采用SC2151A，內置環路補償，無需外置補償網絡，外圍簡單。

南芯科技SC3056具有優秀的轉換效率，在90Vac輸入，20V1.65A滿載輸出時，板端效率可以達到92.2%以上，220Vac輸入可達93%。

南芯科技SC3057是一顆大功率的氮化鎵Combo解決方案，最高工作頻率支持到175KHz，采用QFN6*8封裝，支持分段式供電，內置165mΩ氮化鎵開關管。

圖為南芯科技SC3057 DEMO，尺寸為35.3mm*31mm*31mm，板端功率密度達到1.91W/cm3。DEMO采用兩塊PCB焊接組成，在PCB圍成的空間內部焊接變壓器和高壓電容，充分利用內部空間。

南芯科技SC3057效率測試，在90Vac輸入，20V3.25A滿載輸出時，板端轉換效率可以達到92.7%以上，220Vac輸入達到94.5%以上。

第三部分是南芯科技高功率因數PFC控制器的介紹。

為滿足大功率快充的應用，南芯科技于今年新推出了一款CRM運行模式的PFC控制器SC3201，支持DCM，CRM模式，支持谷底開通降低開關損耗，PFC升壓電感無需輔助線圈，具有高轉換效率。具有極低的負載功耗和完備的保護功能，支持9-30V供電，滿足中小功率的PFC應用，SOT23-6封裝減小占板面積。

圖為SC3201的典型應用電路，集成了兩級獨立的OVP電路，分別通過VFB和ZCD管腳實現，根據檢測到的電壓實現過壓保護，實現高可靠性的保護。芯片內部還集成了Brown In/Out，簡化時序設計，另外加入增益補償功能，保證不同線電壓下增益的一致性，便于環路調試。內置頻率折返功能，兼顧效率和THD。

圖為南芯科技推出的SC3201+SC3057+SC3503全套方案的100W電源適配器，這款適配器的PFC電感采用ATQ23.7磁芯，反激變壓器采用ATQ2516磁芯，支持100W額定輸出功率，峰值輸出功率為120W。適配器方案的轉換效率最高達到了94.3%，并且在滿載全電壓范圍內，PF值均在0.9以上。尺寸為62mm*48mm*19mm，板端功率密度達到1.77W/cm3。

南芯科技100W DEMO空載待機功耗測試，在220Vac輸入時，5V輸出空載功耗為75mW，20V輸出空載功耗為110mW。

100W DEMO效率測試數據，在90Vac輸入，100W輸出時，效率達到92.3%，在220Vac輸入，滿載120W輸出時，效率達到94.3%。全輸入電壓范圍內，滿載的輸入PF值都可以達到0.9以上。

充電頭網總結

南芯科技現已完成PD快充全功率段的芯片布局，從PFC控制器，氮化鎵合封芯片，同步整流芯片與同步整流控制器和協議芯片產品，實現了完整的一站式解決方案，具有外圍器件簡潔，集成度高，轉換效率高等諸多優勢，在市場上極具競爭力。

南芯科技的小功率合封氮化鎵芯片，延續了大功率產品的功能優勢，為20W及以上的小功率充電器帶來了全新的氮化鎵合封方案，助力打造更加小巧的快充。SC3201 PFC控制器可搭配SC3057合封氮化鎵芯片，實現120W快充應用，滿足大功率快充市場需求。