電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李誠）隨著電子設(shè)備朝著智能化、多功能化的發(fā)展，設(shè)備功耗增加明顯，市場對(duì)快充的需求也愈發(fā)強(qiáng)烈。目前市面上的快充產(chǎn)品主要是通過提升充電電流/電壓的方式，提高充電功率，縮短充電時(shí)間。

大功率充電的基礎(chǔ)在于電池本身能夠接受大功率充電。隨著輸入端功率不斷向60W、90W、100W等大功率方向發(fā)展，導(dǎo)致了原本只有5V的輸入端電壓也開始朝著10V、20V提升，當(dāng)電池輸入電壓被提升至與電池充電電壓不匹配時(shí)，就需要對(duì)輸入電壓進(jìn)行降壓處理。若想保證充電功率不受影響，需在電池充電輸入端前加入電荷泵技術(shù)，以滿足大功率充電的要求。以20V/6A 120W的輸入電源為例，通過在電池前端并聯(lián)兩組電荷泵電路，可降低50%的輸入電壓和提升100%的輸入電流，實(shí)現(xiàn)10V/12A的電壓、電流轉(zhuǎn)換，電荷泵的加入不僅降低了電池的充電電壓，還保證了大功率的能量輸入。目前，電荷泵技術(shù)在華為、小米、榮耀等國內(nèi)一線品牌的產(chǎn)品中均有應(yīng)用。其中，電荷泵芯片除了TI、ADI、NPX等國際大廠外，國內(nèi)的南芯、伏達(dá)在這方面的芯片也實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)，并推出了多個(gè)解決方案，電池充電效率最高達(dá)到了99.2%。

南芯半導(dǎo)體

南芯于2019年，發(fā)布了國內(nèi)首款40W高壓電荷泵充電IC SC8551，正式切入大功率消費(fèi)類電子快充市場，以國內(nèi)首發(fā)的優(yōu)勢(shì)，迅速在國內(nèi)快充市場站穩(wěn)了腳步。

南芯目前的產(chǎn)品線覆蓋了電荷泵IC、PD協(xié)議的升降壓PMIC、AMOLED控制IC、無線充電IC等。多線程的發(fā)展，提高了自家產(chǎn)品在市場的滲透率。如今以蘋果為首的手機(jī)廠商紛紛響應(yīng)環(huán)保的號(hào)召，取消隨機(jī)附送的手機(jī)充電器，充電器市場需求急劇上升，作為國內(nèi)快充領(lǐng)頭羊的南芯或?qū)闹蝎@得巨額紅利。

今年9月，南芯再度發(fā)布集成了多種充電協(xié)議的電荷泵充電IC SC8571，在單芯片應(yīng)用的情況下，最高可滿足120W的充電要求。

SC8571采用的是南芯的第二代電荷泵技術(shù)，是一款超高壓4:2電荷泵IC，具有高效、多模、充電快的特點(diǎn)。主要應(yīng)用于雙串聯(lián)電芯的解決方案中，在120W及以下功率的應(yīng)用中，僅需使用一顆SC8571。在120W至160W的應(yīng)用中，可采用兩顆SC8571并聯(lián)的方案。采用三顆并聯(lián)的方式，可實(shí)現(xiàn)最高200W的充電功率。

上圖為SC8571 IC在工作電壓為10V的4：2電荷泵模式下，隨電流變化的充電效率曲線圖（橫向代表電流值、縱向代表效率）。經(jīng)上圖，可直觀地看出該芯片最高的工作電流為12A，最高輸出功率為120W，其中在3A時(shí)，充電效率達(dá)到了峰值98.65%，在工作電流為8A的條件下，充電效率依舊能保持在98%以上。

上圖為SC8571 IC在2：2直充模式下的充電效率變化曲線，在輸出電流為1A至6A將近7A時(shí)，充電效率能夠穩(wěn)定地保持在99%以上。在1A狀態(tài)下，充電效率達(dá)到峰值約為99.7%。

SC8571的4：2電荷泵模式與兩顆串聯(lián)的電芯，是目前充電功率最大、充電效率最高的大功率快充解決方案之一。

伏達(dá)半導(dǎo)體

伏達(dá)半導(dǎo)體在今年7月發(fā)布了國內(nèi)首款應(yīng)用于雙電芯4：2快充方案的電荷泵芯片NU2205。該電荷泵芯片最大充電功率提升到了120W，打破了傳統(tǒng)單電芯充電功率達(dá)不到百瓦的局面。同時(shí)，伏達(dá)半導(dǎo)體還在不斷提高充電功率，以滿足更多的應(yīng)用場景需求。

對(duì)于充電來說，高效是十分重要的。為此，伏達(dá)半導(dǎo)體通過對(duì)NU2205芯片內(nèi)部和集成的FET進(jìn)行優(yōu)化的方式，提高工作頻率，實(shí)現(xiàn)高效的目的。并且可根據(jù)電池的充電狀態(tài)、溫度來調(diào)整充電的工作模式減少開關(guān)損耗、降低系統(tǒng)的發(fā)熱量，保證充電過程的安全。

NU2205有4:2電荷泵和普通直充兩種工作模式，上圖為NU2205在4：2工作模式下隨著電流變化的效率變化曲線。通過效率曲線，可看出在該模式下充電效率達(dá)到了98.2%，充電電流可高出10A。在該模式下，電荷泵是將輸出電壓降低至輸入電壓的一半，通過提升電流的方式保證充電功率的不變。在該模式下不僅降低充電線纜的傳輸電流，還緩解了充電線纜遇高電流易發(fā)熱的問題。在普通直充2：2模式下，NU2205的最高充電效率可達(dá)99.2%。

據(jù)伏達(dá)半導(dǎo)體表示，NU2205可通過并聯(lián)電荷泵芯片的方式提升充電功率，并聯(lián)三顆芯片充電功率可提升至200W以上。

結(jié)語

依照目前市場對(duì)高功率快充的需求來看，電荷泵快充芯片有很大的發(fā)展空間。電荷泵芯片的應(yīng)用不但提高了充電設(shè)備的充電功率，還不會(huì)因?yàn)槌潆婋娏鞯奶嵘鼡Q充電線纜，造成資源的浪費(fèi)，極大地改善了用戶的充電體驗(yàn)。