便攜式儲能電源，又被稱(chēng)作戶(hù)外電源，是一種內置鋰離子電池的小型儲能設備，可以提供穩定交流/直流電壓輸出的電源系統，具有大容量、大功率、安全便攜等特點(diǎn)，其電池容量一般在100Wh-2000Wh，配有 AC輸入，DC輸入，AC輸出，USB /Type-C輸出等多種接口，適用于戶(hù)外出游、戶(hù)外作業(yè)，應急救災、醫療搶險等多種場(chǎng)景。

過(guò)去，戶(hù)外和應急情況下的電力供應主要采用小型燃油發(fā)電機，但燃油發(fā)電機體積龐大，操作負載，噪音大，尾氣污染環(huán)境，因此基于鋰電池技術(shù)的便攜式儲能行業(yè)逐步興起。

隨著(zhù)在手機、筆記本電腦等移動(dòng)智能終端應用普及，親近自然的戶(hù)外生活亦成為趨勢，戶(hù)外用電需求日益增加；另外，救災/抗疫/搶險等需要戶(hù)外緊急供電的需求也與日俱增，應急備用電源已逐步成為家庭生活中的重要備用品，我們可以預測：后疫情時(shí)代，戶(hù)外活動(dòng)將會(huì )反彈式普及，戶(hù)外用電需求更會(huì )爆發(fā)式增長(cháng)。同時(shí)，受新能源汽車(chē)的發(fā)展帶動(dòng)上游鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的成熟，便攜式儲能行業(yè)得到迅速發(fā)展。

便攜式儲能電源在歐美國家最先興起，近年國內需求不斷攀升，順應國家碳達峰、碳中和的政策路線(xiàn)，勢必會(huì )對移動(dòng)儲能市場(chǎng)注入新的發(fā)展活力。

便攜式儲能電源的系統架構，與我們常見(jiàn)的充電寶較為類(lèi)似，但輸入輸出功率更大、功能更多，對安全性、可靠性的要求也更高。下圖為便攜式儲能系統的內部功能架構圖，其中綠色部分為南芯半導體可提供的芯片方案。

便攜式移動(dòng)儲能的幾個(gè)核心功能模塊：

·  AC/DC 轉換
·  升降壓充電
·  降壓變換器
·  充電協(xié)議
·  鋰電池保護
·  對外無(wú)線(xiàn)充電
·  正弦波逆變

南芯可以提供上述除逆變外的幾乎所有方案。

圖：南芯產(chǎn)品線(xiàn)

AC/DC

南芯近年持續發(fā)力AC-DC電源芯片市場(chǎng)，一連推出多款重磅新品，在芯片缺貨的背景之下，為市場(chǎng)的快速發(fā)展注入了強勁動(dòng)力。南芯AC/DC產(chǎn)品，有新推出的CRM模式PFC控制器，支持GaN應用的高頻QR控制器，支持多種模式的同步整流控制器等。提供高性能的整套解決方案，擁有多款明星產(chǎn)品，如：SC305x系列、SC302x系列、SC350x系列、SC320x系列...

在2020（冬季）USB PD＆Type-C亞洲展上，南芯半導體發(fā)布了旗下氮化鎵控制芯片SC3021x系列，并基于此開(kāi)發(fā)了5套高效PD快充方案，正式開(kāi)始了南芯在充電器市場(chǎng)的拓展之路。

2021年7月南芯推出了旗下首款合封氮化鎵控制芯片SC3050/3056，引發(fā)業(yè)界高度關(guān)注。該芯片集成450mΩ/650V GaN功率器件，獨特的EPAD設計，適用于小功率快充開(kāi)發(fā)。

緊接著(zhù)又推出65W合封氮化鎵功率芯片SC3057，功率密度再創(chuàng )新高。

在同步整流控制器方面，南芯半導體也布局了SC3501、SC3502、SC3053、SC3511、SC3512等多款芯片，包括了獨立的控制器以及內置MOS的控制芯片兩種類(lèi)型，與初級側的PWM芯片組成完整的AC-DC電源芯片矩陣，滿(mǎn)足不同客戶(hù)的差異化需求。

最新推出的SC3201 CRM PFC控制器，無(wú)需在Boost電感上添加輔助繞組，就可以實(shí)現精確的谷底檢測，具備獨立的第二輸出電壓過(guò)壓保護功能。

圖：南芯AC/DC產(chǎn)品樹(shù)

DC/DC

南芯DC/DC開(kāi)關(guān)電源管理芯片，為電源轉換提供各種降壓、升壓以及升降壓DCDC方案。其中同步開(kāi)關(guān)控制IC（DCDC controller)，可以直接驅動(dòng)外置MOS，為用戶(hù)系統提供寬電壓、大電流、高功率的高效DCDC轉換，靈活支持各類(lèi)高壓和大功率應用；同步開(kāi)關(guān)轉換IC（DCDC converter），通過(guò)集成低Rdson的功率MOS，為系統提供高集成度、高密度、外圍器件精簡(jiǎn)的高效電源轉換方案。南芯還提供支持輸入恒流或輸出恒流控制的各類(lèi)開(kāi)關(guān)電源芯片，并且提供各類(lèi)過(guò)壓過(guò)流保護，幫助用戶(hù)降低系統設計復雜度，覆蓋多種電源設計。

南芯已推出包括SC8102、SC8112、SC8701、SC8001/2等多款DC/DC電源管理芯片，完美適用于車(chē)規、多口墻充、適配器、HUB和工業(yè)應用等多場(chǎng)景。近期更是隆重推出集成Power MOS的同步升降壓變換器SC8723/SC8724，支持最大22V的輸入及輸出電壓，無(wú)論是輸出電壓高于、低于或等于輸入電壓，都能提供出色的電源效率和電壓調節，非常適合USB PD、USB-HUB、移動(dòng)電源、適配器等應用。在工業(yè)電源應用中，SC8723 /SC8724同樣可以成為滿(mǎn)足需求的最佳選擇。

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圖：南芯Buck DCDC 選型表


圖：南芯Buck-Boost DCDC選型表

Charger

南芯升降壓芯片按照電池數量可以分為1-2串、1-3串、1-4串、2-4串、1-6串等多種類(lèi)型，從內置MOS支持24W輸出的單芯片到外掛MOS支持100W以上的雙向快充控制器均有布局；并且很多款芯片不僅支持鋰離子電池，而且還支持磷酸鐵鋰電池，既能滿(mǎn)足當下20-100W快充移動(dòng)電源的開(kāi)發(fā)，也能夠讓?xiě)敉怆娫磳?shí)現大功率雙向快充，增加產(chǎn)品賣(mài)點(diǎn)。南芯Buck-Boost芯片可適用于多種場(chǎng)景，如：車(chē)載充電、快充移動(dòng)電源、USB hub、多口適配器、無(wú)人機、藍牙音箱、戶(hù)外電源、工業(yè)應用等。

南芯是國內首個(gè)推出同步升降壓控制器的公司，并于21年成功推出第四代升降壓控制器產(chǎn)品SC8885/SC8886。南芯SC8885/SC8886也是國內第一個(gè)集成NVDC路徑管理的升降壓充電芯片，可滿(mǎn)足筆記本內1-4節的電池充電，并集成符合Intel規范的相關(guān)功能，填補了國內空白。

（圖片來(lái)自充電頭網(wǎng)：點(diǎn)擊查看詳情）

PD Controller

隨著(zhù)USB PD以及DPDM 快充技術(shù)的快速發(fā)展，快充技術(shù)已普及到大眾生活的方方面面，多口快充成為引領(lǐng)快充技術(shù)的風(fēng)向標。南芯已推出了數款PD快充協(xié)議控制芯片，獲得業(yè)內一致好評。針對多口快充，南芯最新推出A+C口單顆快充協(xié)議控制芯片SC2021A，包含一組CC,以及兩組DPDM快充接口，支持Type-C PD3.1，PPS協(xié)議快充，兩組DPDM 可以同時(shí)支持FC, FCP, AFC, SCP, VOOC, super VOOC 等多種DPDM快充協(xié)議控制器，獲得多家認證機構的認可，該芯片也正在開(kāi)發(fā)驗證中國自己融合快充UFCS協(xié)議方案，必定成為國產(chǎn)快充協(xié)議類(lèi)產(chǎn)品的精品。并且，南芯又順勢推出一顆僅支持單路PD3.1的低成本SC2150A，完善了協(xié)議類(lèi)產(chǎn)品布局。

圖：SC2021 DEMO

Battery Protector

針對鋰電保護，南芯發(fā)布了包括SC5550/SC5650在內的多款鋰電池的高精度保護器。南芯單/多節鋰電池保護芯片，擁有超低Rdson，提供過(guò)充保護、過(guò)放保護、短路保護等功能。

SC5550/SC5650，集成了完整的電池保護功能，包括電池過(guò)壓保護、電池欠壓保護、3級放電過(guò)電流保護、充電過(guò)電流保護、充放電時(shí)電池的高溫和低溫保護、芯片熱關(guān)斷保護等。電壓保護延時(shí)時(shí)間可由外置電阻靈活設定，芯片提供二級電池過(guò)電壓保護和指示功能，可與保險絲配合使用，提高電池安全性。此外，SC5550/SC56500還集成了CTRC /CTRD控制引腳來(lái)支持級聯(lián)應用，最多支持6-10節電池應用，芯片在正常工作狀態(tài)下只需要消耗很小的靜態(tài)電流，當電池電壓低于電壓保護閾值時(shí)自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)，進(jìn)一步減小待機電流，保證電池的存儲時(shí)間更長(cháng)。

圖：SC5550 DEMO

Wireless Charger

高集成度一直都是無(wú)線(xiàn)充電芯片不斷追求的目標，尤其是在發(fā)射端配件市場(chǎng)，終端產(chǎn)品的精致化與簡(jiǎn)潔化需求，對芯片的集成度提出了越來(lái)越高的要求。從第一代發(fā)射端power stage產(chǎn)品，到第二代MCU+Power stage全集成產(chǎn)品，南芯半導體一直致力于無(wú)線(xiàn)充電市場(chǎng)，南芯無(wú)線(xiàn)充電發(fā)射器模擬前端，具有超高集成度，包含WPC發(fā)射器所需的所有模擬部件，內部集成全橋MOSFET，自舉電路，電流檢測電路，通信解調器，線(xiàn)性調整器及保護電路。與MCU配合使用，可以實(shí)現高性能的無(wú)線(xiàn)功率發(fā)射，支持EPP和BPP，提供最高達15W的輸出功率。

隨著(zhù)PD/DPDM快充協(xié)議的逐漸普及，將協(xié)議集成到發(fā)射端芯片的需求越來(lái)越迫切，近期，南芯順勢推出第三代無(wú)線(xiàn)充發(fā)射芯片SC9608和50W無(wú)線(xiàn)充電RTX 芯片SC9621，并深受市場(chǎng)認可。

圖：SC9621 DEMO

小 結

便攜式儲能電源屬于工業(yè)產(chǎn)品類(lèi)范疇，能夠切入該市場(chǎng)的都是技術(shù)實(shí)力雄厚、產(chǎn)品穩定可靠的重量級玩家。從最初的消費配件類(lèi)產(chǎn)品，到手機內快充完整方案，以及便攜式儲能完整方案、汽車(chē)前裝有線(xiàn)/無(wú)線(xiàn)充電方案，南芯已實(shí)現了產(chǎn)品的全場(chǎng)景覆蓋，勢必成為國產(chǎn)電源和電池管理類(lèi)芯片公司的佼佼者。