介绍电荷泵系统及充电方案架构实例

时间： 2024-10-12 来源：SOUTHCHIP（南芯半导体知乎）

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为什么电荷泵会有超高的效率？

电荷泵无需电感储能，没有电感上的能量损耗
电荷泵没有关断损耗以及二极管反向恢复损耗，开关损耗很小

为什么电荷泵充电在手机上如此流行？

高功率快充的需求非常强烈

高充电倍率的电池已经成熟

低压直冲方案开启了手机直冲的先河

大功率充电情况下，需要进一步降低线缆和接口的电流

电荷泵内部架构和工作原理

1:2倍压电荷泵内部框图

1:2 & 2:1电荷泵内部工作原理

双phase 2:1电荷泵

电荷泵充电系统和控制流程

30W入门级2:1电荷泵充电方案优势：

6A电池充电电流，只需要3A的标准线缆
非常高效的低成本2:1电荷泵
非常低的整机散热成本

（电荷泵充电系统框图）

电荷泵充电的各种方案架构实例

单节电池的30-33w充电方案

36球超低成本电荷泵方案
集成 USB D+/D-的PHY，支持各种私有授权协议
该产品方案是国产原创，以南芯SC854x系列为首的国产芯片供应商为主

单节电池的40w充电方案

以TI的BQ25970、高通的SMB1395/6以及南芯SC8551(A)为主的经典电荷泵快充方案
BQ25970是最早量产、也是最经典的电荷泵充电产品；MB1396 一般只搭配高通自己平台
SC8551是国产首颗量产的pin脚兼容BQ25970的电荷泵产品，目前也是国产同类出货最多的产品

单节电池的45-60w充电方案

将两个36球或者56球的电荷泵并联，即可得到更高的充电功率
分散热源，可以有更好的散热性能

双节电池的100-200w充电方案

200w只能用双串电池搭配4:2电荷泵方案
南芯的SC8571可以做到最高单颗120w
视后续USB PD3.1的推进情况以及USB接口链路的生态发展，USB口电压可以进一步提升以降低线缆电流，则可以采用6:2甚至8:2的电荷泵方案
南芯已经发布了一款应用于无线充电的6:2电荷泵降压产品

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CH246无线充电管理芯片手册

型号- CH246D,CH246

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应能微 MOSFET/TVS/电源管理芯片(PMIC)选型指南

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型号- AU1271P6,AU4581D3,APC2801 SERIES,ASM12,SLVU2.8-4,CM2302B,CM2302A,CMN3002TF5,AU4581D3H,SMF15A,AU0571P1A,AR0544P5LV,AU2424P5LV,AU1281D1F,AU0521D5,CM65R400XF,AU1221P1,CM60N10AGB,AR0511P1LV,CM2301B,CM2301A,AU2481D1F-T,AU2421P1,AU4891P1,SMCJ50CA,AU0591P1,CM2312J,AR0552S2,CMN6002GF5,AU2471D1F-T,CM20N65TP,AR0524P5,APO3605A,SMAJ15CA,SMAJ26A,AU0771P6,AU0541P1,AU0541P0,AR3341P0SC,APO2003F,CM1602A,AR0502S2,APO2003H,AR0502S1,AR6051P1,APO2003D,AU0581D3,ASD05,APO3105A,CMN1002PGLA,AR0502S5,ASD12CL,SMAJ26CA,SMAJ15A,APC2801,CM20N65TF,AU056P1,AU1501P4-3,CM4N65BTF,AR2411P1,AU0501P4-3,CM4N65BTP,AR0508PBA,AU1271D3,AU1201P4-3,CMN4002F5,AU0521P0,CM180N10AGB,CM80N10GF5,CM2305TW,CM5N65TF,CM5N65TP,CMN3003GF5,AR3324P5,AU0581P1A,AR1811P1A,CMN3004AF5,AU0521P4-3,AU0561D5,SMBJ15CA,AR0524P5B,AR0541P0S,CM7N65TP,AR3621P0,AR3621P1,AU0581P1H,AR0524P5L,AU1811P1,AR3621P6,CM65R550D,CM65R550F,CM7N65TF,APO3605,AR1811P0A,AR0541P1,CMN6004GLA,CM3401P,AU0521PZ,AU0701P4-3,AR1821P1,SMBJ26CA,CM65R550FF,ASD05C,APL0501A,APL0501B,AU0781D1F,AU0581P6,SMBJ26A,SRV05-4L,AU0581P1,AU1571P6,CM65R550FP,AR3311D3U,AU2804S8,CMN301R5F5,AR0504S2L,AR0504S2,AR0504S2A,ASRV05-4,SMBJ15A,AU0701P1,ASM24CLV,AR0521P0LV,ASM05C,AR0504P3,AU4501P4-3L,CMN3013F3D,AR5051P1,CM2302BH,AU0571D1F,CMN1003GXP,CM80N10LGF5,AU0791P1,CM65R310XF,AU0561P0,AU0561P1,CMP3007F5,CM3400,AR2421P1,AU0771D3,AR2421P0,APL0501 SERIES,AU0761D1F-T,CM65R310XP,CMP3007F3,AR0521D5,AU0511P0,AU0521M1,AU0591P1A,CM180N10GP,CM3407,AU0971P6,S4MF7.0CA,AST24CL,AU6351P1,CM65R550P,AU0771D1F,CM65R550U,AR0511D3,CM2N7002D,CM10N65TF,SMF15CA,CMBSS138,CM65R030FZ,CM4407,AU1571D3,CM10N65TP,AR0541P1SC,CMN6003GLA,ASM24CH,AU0581D3H,ASD05CL,AR3304P5,ASM24CL,AU4581P6H,CM65R640XP,AU3321P0,SMF7.0CA,AU2461D1F-T,APL0501,AR1521P1,AU3321P1,AR0521P1,CMN3010F3,CM65R640XF,CM1601A,AR0521P0,CM65R180F8,AU4501P4-3,AU4581P6,AU1271D1F,AU4581P1,CM60R030FZ,CM3134AK,AR0502S1A,CM65R175P,AU4571D3,CM1662,AR0541P0SC,AR0506PAL,SRV05-4,ASM24C,APO2003,APC2801A,AR3382P6L,APC2801B,SMF7.0A,CM175N10GLB,ASM12H,CM3400NJ,APO3605 SERIES,AU0561M1,AU2401P4-3F,AU2401P4-3D,APO2003 SERIES,CM1623T,AR3311D3,AU1261D1F-T,CM3134BT,AU0721P1,CMN3006F3,AU0721P0,AR1211D3,AR6061P1,CM15N10U,AU4521P4-3,CMN3003TF5,AR3311P0LV,CM65R400XP,AU2401P4-3,AU4581P1H,S4MF7.0A,ASR05,AU0721PZ,AU3361P0,ASM712H,AR3321P0,AR0511P0LV,AR3321P1,SMDJ50CA,AU0701P4-3F,AR3304P5J,AU0781P1,AR1255P4,CM12N65TP,AR0521P1LV,ASM712,AU3361P1,CM12N65TF

选型指南 - 应能微 - 2023/10/27 PDF 中文下载

南芯半导体授权世强硬创代理，扩充工业/汽车中高端电源管理芯片市场

电荷泵、DC/DC、AC/DC、有线充电芯片、无线充电芯片、快充协议芯片、锂电池保护芯片等产品已上线至世强硬创平台。

签约新闻发布时间 : 2024-11-20

【产品】无线充电管理芯片CH246，内集成全桥NMOS驱动，支持5W、7.5W、10W无线充电模式

沁恒推出的无线充电管理芯片CH246，单芯片集成无线充电收发模块及小信号解码电路，外加部分客户自定义软件可轻松实现Qi等各类无线充电方案。支持PD多种协议快充输入，支持5W、7.5W、10W无线充电输出。

产品发布时间 : 2022-06-05

沁恒基于青稞RISC-V内核的MCU和自研PHY的USB/蓝牙/以太网接口芯片，适用于计算机手机周边、工业控制、物联网

型号- CH32X035F8U6,CH32X035G8R6,CH32V303RCT6,CH32V103R8T6,CH32V103C6T6,CH32F203K8T6,CH32V203F8U6,CH32F205RBT6,CH32F203C8T6,CH32V203G8R6,CH532,CH531,CH545,CH547,CH546,CH549,CH548,CH32V208WBU6,CH32V208RBT6,CH32F103R8T6,CH32V003J4M6,CH32F103C6T6,CH32F203RCT6,CH32V305RBT6,CH32L103,CH541,CH543,CH32V003F4P6,CH32F103C8U6,CH32X035C8T6,CH32V303RBT6,CH32V208GBU6,CH32V307RCT6,CH32V203K8T6,CH32L103F8P6,CH592,CH32V203C8T6,CH591,CH32V307WCU6,CH32X035F7P6,CH522,CH525,CH527,CH32C035,CH32V203G6U6,CH32V307,CH32F203C8U6,CH32V203C8U6,CH32V203F6P6,CH521,CH32V203RBT6,CH578,CH32V303VCT6,CH577,CH579,CH32F203CBT6,CH32V103C8T6,CH32V003A4M6,CH32X033F8P6,CH32L103F7P6,CH32F203C6T6,CH571,CH573,CH32F103C8T6,CH32V103C8U6,CH32X035G8U6,CH32V003F4U6,CH32L103K8U6,CH32L103C8T6,CH32F208RBT6,CH32V208,CH581,CH583,CH32F203VCT6,CH32F208WBU6,CH582,CH32X035R8T6,CH32V208CBU6,CH555,CH558,CH557,CH559,CH32V303CBT6,CH32L103F8U6,CH32V305FBP6,CH32V203K6T6,CH32V203C6T6,CH552,CH32V307VCT6,CH551,CH554,CH567,CH569,CH568,CH32L103G8R6,CH32F207VCT6,CH561,CH563,CH32V203F8P6

商品及供应商介绍 - 沁恒 - 2023/8 PDF 中文下载

OPS1121B符合 QI 1.2.4 3W 高效率无线充电接收芯片

型号- OPS1121B

数据手册 - 灿瑞科技 - 2024/9/9 PDF 中文下载

SOUTHCHIP（上海南芯半导体科技股份有限公司，简称南芯）是国内领先的模拟和嵌入式芯片设计企业之一，专注于电源及电池管理领域，拥有Charge pump、DC/DC、AC/DC、有线充电、无线充电、快充协议、锂电保护等多条产品线。公司在基于自主研发的升降压充电、电荷泵和GaN直驱等核心技术上推出多款明星产品，得到业内广泛认可。

充电IC 单节锂电池保护芯片电源管理芯片 DCDC转换器 ACDC转换芯片接口协议芯片

授权代理商 - 世强先进（深圳）科技股份有限公司世强先进（深圳）科技股份有限公司线上商城技术资料

展开

【选型】思瑞浦车规CAN收发器TPT1042VQ-SO1R-S用于车载手机无线充电项目，支持高达5Mbps传输速率

某客户车载手机无线充电项目在寻找车规CAN芯片，需要国产化品牌，支持CAN FD高速率传输，推荐3PEAK车规CAN收发器TPT1042VQ-SO1R-S，支持CAN FD，最高传输速率可达5Mbps，满足汽车上的高速率传输要求。

器件选型发布时间 : 2023-06-29

5V 无线充电发射端全桥功率芯片 CH271 手册

型号- CH271J,CH271,CH271K,CH271E

数据手册 - 沁恒 - 版本：V1.1 - 2024/11/05 PDF 中文下载

沁恒推出无线充电管理芯片及MCU CH246+CH641，可轻松实现Qi等各类无线充电方案

无线充电管理芯片CH246单芯片集成无线充电收发模块及小信号解码电路，可轻松实现Qi等各类无线充电方案。CH246支持PD2.0、BC1.2多种协议快充输入，5W、7.5W、10W、15W无线充电输出，片内集成FSK/ASK解码，过压、过流、过温检测保护，集成度高，外部器件少，可广泛应用于各类无线充电底座支架等设计。

产品发布时间 : 2024-08-21

【应用】支持全栈PD3.0协议的PD协议芯片UM3506用于手机游戏手柄，内置TCPM+TCPC架构

广芯微电子UM3506芯片集成了USB PD 3.0，PD3.1控制器和一个更加具有开放性，灵活性的RISC-V内核处理器，全栈PD3.0协议支持DR swap、PR swap；具备TCPM+TCPC架构，可用作手机游戏手柄PD协议芯片。

应用方案发布时间 : 2023-05-12

南芯SC8571单芯片120w超高压4:2电荷泵快充方案，实现最高98.65%峰值效率

南芯半导体自推出国内首款高压电荷泵IC后，持续创新，成为电荷泵领域领先者。最新产品SC8571，单芯片支持120W超高压电荷泵充电，满足大功率需求，率先实现国产量产。SC8571具备高效充电、双模式、路径管理及多重安全防护等特点，兼容20V和10V适配器。南芯半导体将继续秉承性能和质量优良传统，为客户提供高性能产品，推动国产手机及芯片发展，打造“中国芯”，助力中国制造品牌振兴。

产品发布时间 : 2024-11-08