前言

2023（秋季）亞洲充電展于在8月23-25日在深圳福田會(huì)展中心3號(hào)館舉辦，匯聚數(shù)百家知名企業(yè)參展。此次展會(huì)以推動(dòng)充電行業(yè)交流與發(fā)展，打造一個(gè)關(guān)于技術(shù)交流的平臺(tái)為目的，通過(guò)對(duì)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)的交流和相互間的技術(shù)交流，尋找產(chǎn)業(yè)升級(jí)新機(jī)遇，研判未來(lái)趨勢(shì)，商討行業(yè)觀點(diǎn)并深化合作，結(jié)合國(guó)內(nèi)外經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，推動(dòng)構(gòu)建產(chǎn)業(yè)間的相互合作。

2023年08月23日，由充電頭網(wǎng)發(fā)起的2023（秋季）亞洲快充大會(huì)在深圳福田會(huì)展中心舉行，匯聚了眾多國(guó)內(nèi)外眾多半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的專家、學(xué)者、企業(yè)代表等半導(dǎo)體領(lǐng)域的大咖，互相交流半導(dǎo)體技術(shù)和半導(dǎo)體未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，為大家分享最新半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)和干貨，其中其中深圳市芯茂微電子有限公司（簡(jiǎn)稱：芯茂微）受邀出席，帶來(lái)了《發(fā)展高效率充電技術(shù)，共創(chuàng)綠色未來(lái)》為主題的精彩演講，在本次演講上芯茂微帶來(lái)了微小功率充電方案、中小功率充電方案、兩輪車充電方案、三輪車充電方案、以及最新發(fā)布的EV電動(dòng)汽車充電方案。

擔(dān)任本次演講的是深圳市芯茂微電子有限公司電子系統(tǒng)應(yīng)用中心總監(jiān)劉寬先生。劉寬畢業(yè)于浙江大學(xué)信電系，曾擔(dān)任數(shù)家國(guó)內(nèi)知名電源企業(yè)研發(fā)總監(jiān)。在各類開關(guān)電源、新能源儲(chǔ)能系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域都有著豐富的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。

本次演講內(nèi)容由公司介紹、手機(jī)/筆電充電方案、兩輪、三輪車充電方案、微小功率充電方案、中小功率充電方案、EV電動(dòng)汽車充電方案共6個(gè)部分組成。

首先是介紹擁有12年歷史的公司，專注于AC-DC全系列解決方案的芯片公司芯茂微。

深圳市芯茂微電子有限公司，是一家專注大功率12年、高端電源控制芯片，國(guó)家級(jí)專精特新小巨人企業(yè)，產(chǎn)品線產(chǎn)全，覆蓋小功率到大功率的解決方案。產(chǎn)品的市場(chǎng)定位是汽車電子、電力設(shè)備、醫(yī)療儀器、工業(yè)控制、新能源汽車、通信設(shè)備、PC筆電、儲(chǔ)能系統(tǒng)、消費(fèi)電子等領(lǐng)域。同時(shí)是廣東省工程技術(shù)研究中心、廣東省重大專項(xiàng)科研攻關(guān)、深圳市技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目，中國(guó)半導(dǎo)體創(chuàng)新產(chǎn)品和技術(shù)獎(jiǎng)等，技術(shù)實(shí)力雄厚。

芯茂微AC-DC電源芯片的產(chǎn)品線，覆蓋1-100KW所有功率段的解決方案，方便廠商進(jìn)行定制和調(diào)試。芯茂微的產(chǎn)品擁有非常多出色的性能，例如DSP控制芯片，可以做數(shù)字電源、大功率的車載充電器、車載DC-DC等；大功率CCM模式PFC控制器的量產(chǎn)的單芯片可做到5kW；準(zhǔn)備發(fā)布單芯片2kW的LLC控制器方案，效率非常高，在半導(dǎo)體加持下，可以做到98%的轉(zhuǎn)換效率。

芯茂微總部位于深圳，在上海設(shè)立研發(fā)中心(芯片設(shè)計(jì))及生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中心，在衡陽(yáng)自建了封測(cè)廠與汽車級(jí)芯片制造基地，長(zhǎng)沙設(shè)立系統(tǒng)應(yīng)用中心，電源/電機(jī)控制系統(tǒng)方案研究。擁有15000平米超潔凈生產(chǎn)線，通過(guò)TS16949車規(guī)認(rèn)證，是高質(zhì)量芯片制造基地。

芯茂微2019年封測(cè)廠的信息，目前月產(chǎn)能2億只，由芯茂微100%控股。2020年開發(fā)出SOP封裝、QFN封裝、第三代半導(dǎo)體封裝。2022年通過(guò)TO220F-6封裝專利解決50~150W之間電源芯片和功率芯片的集成合封問(wèn)題，且擁有良好的散熱效果。2022年通過(guò)的TO277與TO252封裝專利，將會(huì)開始投產(chǎn)。

第二部分是手機(jī)充電器/筆電適配器解決方案。

芯茂微 65W 內(nèi)置氮化高頻QR的PD適配器解決方案，內(nèi)置240mΩ的氮化鎵，支持最高500kHz高頻工作，內(nèi)置200V耐壓LDO外圍簡(jiǎn)單；GaN的驅(qū)動(dòng)速度可以在外部調(diào)整，有利于EMI輻射調(diào)整；雙Vcc供電，20V下的待機(jī)效率最高(筆電適配器)，獨(dú)特的雙繞組Vcc供電，大幅提升待機(jī)性能。

65W A+C 內(nèi)置240mΩ GaN的高頻QR功率芯片的解決方案，峰值效率可達(dá)94%，EMI傳導(dǎo)和輻射表現(xiàn)非常優(yōu)秀，因?yàn)槭褂秒pVcc供電，所以20V25mA 0.5W負(fù)載下效率達(dá)到59.7%，可以滿足一些待機(jī)要求的筆電產(chǎn)品。

33W 內(nèi)置氮化高頻QR的PD快充的解決方案，與65W控制模式完全相同，內(nèi)置的氮化鎵是480mΩ的。

25mm的33W解決方案，內(nèi)置480mΩ GaN的高頻QR功率芯片，轉(zhuǎn)換效率達(dá)到91.8%，EMI傳導(dǎo)和輻射表現(xiàn)非常優(yōu)秀。demo非常簡(jiǎn)潔，產(chǎn)品的電路非常簡(jiǎn)單，空間利用率非常高。

針對(duì)30W以內(nèi)簡(jiǎn)單、低成本的解決方案，30W A+C 原邊恒功率+恒流 極簡(jiǎn)方案。無(wú)需副邊電流檢測(cè)，雙門同插5V，原邊自動(dòng)限流，內(nèi)置MOS管。原邊+同步+協(xié)議整套解決方案，極簡(jiǎn)方案，極低成本，相比競(jìng)品可節(jié)省2個(gè)合金電阻+電流補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)+協(xié)議IC，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。成本更低，綜合可節(jié)約0.38~0.56元。可用于多口的排插上。

30W A+C極簡(jiǎn)方案的demo板和效率曲線。

高頻QR控制芯片型號(hào)非常多，有LP8842XXX、LP8843XXX兩個(gè)系列，LP8842XXX優(yōu)勢(shì)是通用性好，LP8843XXX多了200Vcc的耐壓端口，外圍可節(jié)省一個(gè)LDO，非常適合PD快充采用。

內(nèi)置GaN的高頻QR功率芯片，有內(nèi)置120mΩ~720mΩ氮化鎵的4個(gè)型號(hào)，未來(lái)會(huì)推出1.2Ω的相關(guān)產(chǎn)品。采用自研封裝，材料、設(shè)計(jì)均是工業(yè)級(jí)，高低壓爬電距離2mm，可靠性更高，應(yīng)用范圍更廣。

LP8718x和LP8719x系列就是內(nèi)置MOS的恒流充電芯片，覆蓋18~33W的應(yīng)用范圍。電壓電流的VI曲線，到達(dá)6V以后以恒流模式工作，可以幫客戶降低后端采樣、電流檢測(cè)、合金電阻電流反饋的成本。目前已經(jīng)被多家大客戶采用。

第三部分，兩輪/三輪車充電方案。

新國(guó)標(biāo)要求下，210W兩輪車充電器需要進(jìn)行電磁兼容檢測(cè)。上圖是72V3A、60V3A的解決方案，前端采用LP6655x芯片，采用定頻連續(xù)工作模式，傳導(dǎo)優(yōu)秀。后端采用LP8778主控，Vcc范圍非常寬，覆蓋10~57V，適用于12~72V充電器的采用。后端采用LP3351充電控制器，內(nèi)置100VLDO,電池檢測(cè)、反接保護(hù)、可編程多段式充電、可配置外部單線串口通信、風(fēng)扇控制。

不帶PFC的210W兩輪車充電器demo板，低成本的配置可達(dá)到91.46%的轉(zhuǎn)換效率。

第4部分，微小功率充電方案。

芯茂微在該領(lǐng)域深耕多年，24W以內(nèi)功率的產(chǎn)品，內(nèi)置BJT，自供電，帶輸入OVP/Brown-Out，峰值電流可編程，是一個(gè)低成本解決方案。相對(duì)于競(jìng)品，芯茂微這個(gè)方案可節(jié)約5個(gè)電阻和1個(gè)二極管。以上是5V2A的demo板，輸出帶恒流。該方案滿足24W以內(nèi)功率的產(chǎn)品需求，是廠商的性價(jià)比首選方案。

PSR內(nèi)置BJT原邊恒流恒壓方案，三極管解決方案已經(jīng)更新到第三代。相比以前的方案做許多的改善，比如加強(qiáng)OVP保護(hù)，二次側(cè)整流回路開環(huán)保護(hù)功能，提升系統(tǒng)抗ESD能力，達(dá)到工業(yè)級(jí)，增強(qiáng)抗脈沖群等干擾的能力。

第五部分，中小功率充電方案。

原邊恒流SSR充電方案可用于掃地機(jī)器人，內(nèi)置鋰電池的低成本方案上，無(wú)需副邊電流反饋，副邊不需要電流控制的運(yùn)放、合金電阻等，節(jié)約成本0.6元。同時(shí)還推出內(nèi)置MOS管的解決方案，采用TO220F-6封裝工藝，相比外推MOS方案，布板更簡(jiǎn)單。

以上是芯茂微給客戶做的33V1A充電方案，用于掃地機(jī)器人上，可以看到恒流的準(zhǔn)確性非常高。

第6部分，芯茂微新發(fā)布的EV電動(dòng)汽車充電方案，3.5KW OBC/便攜式充電器。

3.5KW OBC/便攜式充電器的demo板，采用風(fēng)冷散熱。輸入為90Vac~264Vac，輸出為170Vdc~450Vdc，3500W/1500W，低壓輸入時(shí)，輸出功率減半。工作方式是采用 CCM 模式PFC+電流模式半橋LLC，效率可達(dá)95%，PF值為0.98， 擁有IP67防護(hù)等級(jí)。

芯茂微解決方案(3.5KW 電車便攜式充電器），電流模式PFC采用LP6655x，后端電流模式采用LLC控制器LP9961x。

PFC控制芯片LP6655AA是200W~5KW的PFC控制器，CCM模式，擁有65/133/200kHz工作頻率可選。軟啟動(dòng)，完善的安全保護(hù)功能。滿足5kW以內(nèi)PFC控制器的應(yīng)用。

LLC控制芯片LP9961AB，采用雙向電荷控制模式，控制力達(dá)到開關(guān)頻率的2倍。響應(yīng)速度快，諧振槽電流應(yīng)力正負(fù)可控。自帶多重保護(hù)機(jī)制。

12V10A的車充輔助供電芯片LP88G12+LP35118V方案。LP88G12帶600V高壓?jiǎn)?dòng)的高頻QR控制器，帶谷底鎖定功能、效率高、同步整流尖峰小，EMI表現(xiàn)優(yōu)秀，內(nèi)置120mR 氮化家，可靠性強(qiáng)。LP35118V大功率高頻同步整流，工作頻率300kHz，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，直接驅(qū)動(dòng)100V5mR，MOS管。

以上是AC和DC監(jiān)控的芯片，內(nèi)置MO內(nèi)核的芯片，芯茂微可提供監(jiān)控源代碼或者進(jìn)行定制。

芯茂微電流模式LLC的優(yōu)勢(shì)，開機(jī)Vcs的波形非常平滑，幾乎沒有臺(tái)階，反饋環(huán)到軟啟動(dòng)都非常平滑。在極端情況下，諧振應(yīng)力完全可控，自動(dòng)規(guī)避ZCS。

芯茂微3.5kW EV Charger Demo效率測(cè)試數(shù)據(jù)，測(cè)試條件時(shí)230Vac輸入，3.5KW，450V輸出 (CoolMos，帶輸出Oring)，峰值效率出現(xiàn)在6.6A時(shí)，效率達(dá)到95.60%，平均工作效率超過(guò)94%。

以上是深圳市芯茂微電子有限公司《發(fā)展高效率充電技術(shù)，共創(chuàng)綠色未來(lái)》的精彩演講。

充電頭網(wǎng)總結(jié)

在本次演講上芯茂微帶來(lái)了微小功率充電方案、中小功率充電方案、兩輪車充電方案、三輪車充電方案、以及最新發(fā)布的EV電動(dòng)汽車充電方案。微小功率充電方案是芯茂微深耕多年的領(lǐng)域，擁有許多成熟的方案可供廠商選擇，演講中提到的PSR內(nèi)置BJT原邊恒流恒壓方案，滿足24W以內(nèi)功率的產(chǎn)品需求，是廠商的性價(jià)比首選方案。在中小功率充電方案中，芯茂微已經(jīng)有為掃地機(jī)器人定制的33V1A充電方案。

芯茂微AC-DC電源芯片的產(chǎn)品線，覆蓋1-100KW所有功率段的解決方案，自行建立的封測(cè)廠、自研封裝方案等，非常方便廠商進(jìn)行定制和調(diào)試。芯茂微的手機(jī)充電器/筆電適配器的demo的空間利用率和可靠性都非常高，擁有超高的性價(jià)比，滿足眾多客戶的要求。兩輪/三輪車充電方案在低成本的配置，不僅滿足新國(guó)標(biāo)的電磁兼容要求，轉(zhuǎn)換效率也達(dá)到91.46%。芯茂微新發(fā)布的3.5KW OBC/便攜式充電器，應(yīng)用在EV電動(dòng)汽車充電中，經(jīng)過(guò)測(cè)試平均工作效率超過(guò)94%，可以幫助廠商開發(fā)出更多EV電動(dòng)汽車充電的相關(guān)產(chǎn)品。

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