南芯POWERQUARK®系列芯片为快充领域带来全新进步的解决筹划_电压_技巧

AC/DC转换是指将互换电（Alternating Current，AC）转换为直流电（Direct Current，DC）的过程，这一转换过程常日须要利用AC/DC转换器来实现，也便是我们常说的充电器/充电头。

然而对付目前市情上大多数充电头而言，其PCBA上每每存在着多种不同功能的芯片来实现AC/DC转换并担保充电过程的安全与稳定，这种情形随之也会带来一系列问题：芯片过多会导致PCBA电路板上的构造繁芜，对付设计、布局等工艺哀求更高；多芯片的设计也会导致难以将空间压缩，使充电器体积偏大，用户体验不好；产品故障时排查问题可能会更加繁芜；有可能会由于相互影响导致整体性能及效率不能发挥充分，带来的本钱问题也不容小觑。

南芯科技POWERQUARK®系列的重磅推出，能够完美充电过程中多芯片组合存在的“隐患”，掀起新的快充技能变革，引领快充新世代。

AC/DC的发展可追溯到上世纪70年代初期，彼时开关电源开始进入大众视野。
随着新技能不断发展，AC/DC转换器也不断升级，紧张可分为以下几个发展节点：

最初的AC/DC转换器，紧张是线性稳压器方案。

最初的AC/DC转换器功率都比较小，都是线性稳压器的直接降压办法。
线性稳压器通过花费多余的电压来实现稳定输出电压。
当输入电压高于所需的输出电压时，线性稳压器会将多余的电压以热能形式散发掉，因此也称为“线性”稳压器。
这个过程使得输出电压险些不受输入电压变革的影响，从而供应了稳定的电源。

这种办法方案功能大略，但功率小、效率低、发热大，无法知足大功率小体积的需求。
尤其在输入电压远高于输出电压的情形下效率会更低。
这是由于线性稳压器必须花费多余的电压来坚持输出电压稳定。
因此，输入电压与输出电压之间的差异越大，线性稳压器的效率就越低。

但其有纹波小、性能好等特性，依然被用于一些特定高性能的场景。

目前市情上常见的线性稳压器可以根据其事情事理和运用领域分为几种不同类型，有固定正/负向稳压器、可调正向稳压器、低压差稳压器等。

详细的产品有AMS 公司（Advanced Monolithic Systems）的 AMS1117 。
除此之外，还有德州仪器 TLV1117、安森美 NCP1117、微盟电子 ME1117、长晶科技 CJT1117 等 Pin-to-Pin 产品。

上世纪90年代，开关电源基本完备取代线性稳压器。

开关电源是一种用于将电能从一个电源转换成另一种电压或电流的电源供应办法。
其事情事理是通过高频开关器件（常日是晶体管或功率MOSFET）来周期性地切换输入电源电压，然后通过电感、电容等元件来稳压、滤波和调度输出电压。

开关电源常日比线性稳压器更加高效，其能够在输入和输出之间快速切换，减少了能量丢失，并由于高频开关和数字掌握，开关电源常日比线性稳压器更加轻便、小巧。

伴随着仿照IC技能的发展，采取Bipolar工艺的PWM掌握器问世，最范例的为Unitrode公司推出的电流模PWM掌握器UC3842，采取PWM IC合营着高压平面MOSFET的Flyback电源性能、可靠性更优，逐渐替代传统方案。
中大功率方案仍旧以硬开关的正激、半桥、全桥等电路为主流方案，在一些对可靠性哀求高的工业类、航空类产品上钩划至今仍旧被采取。

2000年后，QR准谐振反激技能成熟，超节高压MOS替代传统高压MOS。

QR准谐振反激技能是一种在电源电路中广泛运用的拓扑构造，可用于实现高效率的电能转换。
该技能基于准谐振操作，意味着开关管（常日是MOSFET）在开启时，开关管会在谐振谷底开通从而达到近似零电压开通，大大减小了开关管的开启损耗，从而提高了电源的效率。
同时电源的频率可以根据负载需求进行调度，以提高轻载效率。

由于谐振操作和较低的能量损耗，QR技能常日比传统开关电源更高效。
这意味着更少的电能转化为热量，因此电源更为节能。
同时QR技能在开启时电压变革相对平滑，减少了电源产生的高频噪声，降落了电磁滋扰，有助于知足电磁兼容性哀求。

降落开关损耗，提高效率，逐渐成为小功率AC-DC的主流掌握方案； 在中大功率市场， 80PLUS认证标准下的白牌、铜牌、银牌、金牌、铂金、钛金对效率、待机功耗的哀求逐步提高，具有软开关特性的变换器开始盛行，如谐振变换器、移相全桥等。
在该阶段，AC-DC IC产品紧张以欧美和台系仿照IC企业为主。

第四阶段

2010年以来，随着手机快充市场的快速发展，AC-DC电源效率、功率密度均有大幅提升。

市场需求的变革催化AC-DC IC产品技能加速迭代，性能与集成度越来越高，充电功率从最早的5W提升至200W，待机功耗从最初的0.3W提升到现在的75mW，功率密度从0.2W/cc提高到2W/cc。

功率密度的大幅提升离不开第三代半导体的助力，氮化镓是第三代半导体材料的范例代表，它可在更高的频率下运行，且具有更快的开关速率和更低的功耗。
2018年前后，随着氮化镓器件本钱的低落和可靠性的提高，氮化镓器件具有的高频开关性能和低导通阻抗成为下一代电源适配器的关键技能。
但氮化镓器件同时也具有低寄生电容的特点，在高频开关的运用处景中，驱动电路环路中的寄生电感会形成高频振铃从而降落了器件的可靠性，同时加剧系统的电磁滋扰问题。

南芯科技作为氮化镓快充掌握器国产化先驱，专门针对氮化镓器件所优化的独占差分驱动技能，通过适配驱动电压可对氮化镓器件直接进行驱动，并且将氮化镓功率器件、驱动和掌握器高度集成与整合，利用合封将电路板上的连接导线，整合到封装内部，降落寄生参数对开关的影响。
这项技能即精简了外围驱动电路设计，同时也提升了产品的可靠性并节约本钱，能最大程度发挥出氮化镓器件的上风。
同时在中大功率市场，能耗需求也进一步提升，不同厂家推出多种基于第三代半导体氮化镓和碳化硅的新型半桥软开关拓扑，应对大功率运用。

根据阿谱尔(APO)的统计及预测，环球AC-DC芯片市场在2022年达到311.84亿美元，估量到2029年将达到637.49亿美元，在2023-2029年的预测期内，年复合增长率为8.94%。
在环球强调能源效率和减少碳排放的大环境下，AC-DC芯片在节能电源中至关主要。
提高效率，减少转换过程中的功率丢失成为转换器市场的紧张追求。
（数据来自：阿谱尔(APO)）

南芯科技AC-DC系列旨在为快充、适配器和无线充电办理方案供应高性能的整套办理方案。

南芯科技产品线涵盖：高集成度PFC掌握器、多模态Flyback掌握器、GaN直驱高频QR系列、支持多种事情模式的同步整流掌握器协议IC以及锂电保护芯片等，产品覆盖10W、18W、33W-55W、66W、120W等多个功率等级。
此外，还支持多种保护机制，如过充保护、过放保护、短路保护等，确保锂电池快速充电的安全可靠。

南芯AC-DC系列推出多款不同系列芯片以应对不同的运用处景与利用需求，并随着市场变革不断的快速迭代升级，目前其产品线已有PFC掌握器、SSR系列、SR系列、PD协议IC等，可为用户供应完善的、高效的整套办理方案。

值得一提的是：2021年，南芯科技作为海内首家推出GaN直驱IC方案的公司，重磅推出GaN直驱方案SC302x系列并成功量产；2022年，南芯首次推出All GaN办理方案，并成为海内首家量产GaN Combo的公司，推出高度集成SC305x系列方案；2023年，南芯再次打破，推出海内首家原副边全集成方案POWERQUARK®系列，整合5大技能，实现5种功能，超越95%转换效率，给设计者和用户带来了前所未有的极致体验，再次奠定了南芯在AC-DC市场的龙头地位。

充电头网总结，南芯科技的AC-DC产品具有以下特点：

南芯科技2023年重磅推出海内首家原副边全集成方案POWERQUARK®系列，并在充电头网举办的2023（秋季）亚洲充电展上展示了该系列掌握器及干系数据。

南芯POWERQUARK®系列芯片是基于次级掌握的软开关技能办理方案，该系列整合南芯自研全集成封装技能、次级掌握软开关技能、次级掌握主动主动式同步整流技能、高速隔离数字通讯技能及多标准快充协议兼容技能五大技能于一体，并成功将原边掌握器+ 高压GaN + 隔离通讯 + 次级SR 掌握器 + 协议等五种功能集于一身，在大大减少体积的同时带来超越95%的转换效率和更高的可靠性。

南芯POWERQUARK®系列全集成芯片采取南芯自研SSOP38增强散热全集成封装，内置高速隔离数字通讯技能，集成次级掌握软开关技能和次级掌握主动式同步整流技能，效率可超越95%，并兼容多标准快充协议。
一颗芯片即可实现传统充电器中原边掌握器+GaN器件+隔离光耦+同步整流掌握器和协议芯片五种独立功能。

POWERQUARK®系列在兼顾安全性与性价比的条件下具备更低的系统本钱与可以实现更加极致的功率密度，并且整体的性能更加的精良。
整体的电路构造非常的精简，通过一颗芯片与一个同步整流开关管就可以办理所有的问题。

南芯科技为了简化用户设计，推出了一款标准化的65W参考设计：其功率密度达到了2.23W/cm3/PCBA，最高可达65W的充电功率，并支持市情主流快充协议，在EMI合规的条件下，230V下20V输出时实现了95.1%的效率，而在264V下仍旧保持了94.99%的效率

南芯POWERQUARK® 系列在转换效率，待机功耗和兼容性等方面都有很不错的表现；在集成度，可靠性，协议支持等多个方面均上风明显，遥遥领先于同类产品。
这一系列芯片的推出将不仅减少厂商的本钱，也提高了消费者的利用体验，卓越的性能和可靠的办理方案也将为快充领域带来了全新的进步。

南芯科技能够供应从 AC 到电池的端到端有线、无线完全快充办理方案，产品覆盖 10W 到 300W 功率等级范围。
电荷泵和升降压开关充电系列快充产品冲破国外垄断，通过了国内外多个有名品牌智好手机、平板电脑等厂家认证并已实现大规模量产；DCDC、有线充电、无线充电及嵌入式协议类产品在消费、泛工业等市场被广泛采取；并且，多类产品已通过 AEC-Q100 车规质量认证，能够供应完全的车载无线、有线充电方案，于多款车型中实现前装量产。

南芯拥有强大的研发及系统团队、独立的品质管控团队以及贴近客户的发卖和支持团队，为高质量的产品开拓设计保驾护航。
南芯科技得到了高下游家当链与成本的广泛认可与支持，得到了上海集成电路家当基金、中芯聚源、红杉成本、OPPO、vivo、小米等的成本加持，助力公司持续、快速发展。
南芯产品已在光彩、OPPO、vivo、小米、遐想、三星、Anker、紫米等产品中频频亮相，在多款汽车品牌前装产品顺利量产，证明了其产品在性能、品质和本钱等方面的诸多上风。

由于卓越的产品性能、高品质和竞争性本钱，南芯科技在行业中具有较大上风，而随着快充需求的不断增长和汽车行业对快充技能的运用，南芯科技在快充技能领域前景广阔，估量将持续取得稳健增长。