芯茂微：发展高效率充电技术_共创绿色未来(充電共創未來)
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2023年08月23日，由充电头网发起的2023（秋季）亚洲快充大会在深圳福田会展中心举行，汇聚了众多国内外众多半导体产业链的专家、学者、企业代表等半导体领域的大咖，互相交流半导体技术和半导体未来的发展趋势，为大家分享最新半导体领域的技术和干货，其中其中深圳市芯茂微电子有限公司（简称：芯茂微）受邀出席，带来了《发展高效率充电技术，共创绿色未来》为主题的精彩演讲，在本次演讲上芯茂微带来了微小功率充电方案、中小功率充电方案、两轮车充电方案、三轮车充电方案、以及最新发布的EV电动汽车充电方案。
担任本次演讲的是深圳市芯茂微电子有限公司电子系统应用中心总监刘宽先生。刘宽毕业于浙江大学信电系，曾担任数家国内知名电源企业研发总监。在各类开关电源、新能源储能系统、光伏发电系统、电机驱动领域都有着丰富的应用经验。
本次演讲内容由公司介绍、手机/笔电充电方案、两轮、三轮车充电方案、微小功率充电方案、中小功率充电方案、EV电动汽车充电方案共6个部分组成。
首先是介绍拥有12年历史的公司，专注于AC-DC全系列解决方案的芯片公司芯茂微。
深圳市芯茂微电子有限公司，是一家专注大功率12年、高端电源控制芯片，国家级专精特新小巨人企业，产品线产全，覆盖小功率到大功率的解决方案。产品的市场定位是汽车电子、电力设备、医疗仪器、工业控制、新能源汽车、通信设备、PC笔电、储能系统、消费电子等领域。同时是广东省工程技术研究中心、广东省重大专项科研攻关、深圳市技术攻关项目，中国半导体创新产品和技术奖等，技术实力雄厚。
芯茂微AC-DC电源芯片的产品线，覆盖1-100KW所有功率段的解决方案，方便厂商进行定制和调试。芯茂微的产品拥有非常多出色的性能，例如DSP控制芯片，可以做数字电源、大功率的车载充电器、车载DC-DC等；大功率CCM模式PFC控制器的量产的单芯片可做到5kW；准备发布单芯片2kW的LLC控制器方案，效率非常高，在半导体加持下，可以做到98%的转换效率。
芯茂微总部位于深圳，在上海设立研发中心(芯片设计)及生产运营中心，在衡阳自建了封测厂与汽车级芯片制造基地，长沙设立系统应用中心，电源/电机控制系统方案研究。拥有15000平米超洁净生产线，通过TS16949车规认证，是高质量芯片制造基地。
芯茂微2019年封测厂的信息，目前月产能2亿只，由芯茂微100%控股。2020年开发出SOP封装、QFN封装、第三代半导体封装。2022年通过TO220F-6封装专利解决50~150W之间电源芯片和功率芯片的集成合封问题，且拥有良好的散热效果。2022年通过的TO277与TO252封装专利，将会开始投产。
第二部分是手机充电器/笔电适配器解决方案。
芯茂微 65W 内置氮化高频QR的PD适配器解决方案，内置240mΩ的氮化镓，支持最高500kHz高频工作，内置200V耐压LDO外围简单；GaN的驱动速度可以在外部调整，有利于EMI辐射调整；双Vcc供电，20V下的待机效率最高(笔电适配器)，独特的双绕组Vcc供电，大幅提升待机性能。
65W A+C 内置240mΩ GaN的高频QR功率芯片的解决方案，峰值效率可达94%，EMI传导和辐射表现非常优秀，因为使用双Vcc供电，所以20V25mA 0.5W负载下效率达到59.7%，可以满足一些待机要求的笔电产品。
33W 内置氮化高频QR的PD快充的解决方案，与65W控制模式完全相同，内置的氮化镓是480mΩ的。
25mm的33W解决方案，内置480mΩ GaN的高频QR功率芯片，转换效率达到91.8%，EMI传导和辐射表现非常优秀。demo非常简洁，产品的电路非常简单，空间利用率非常高。
针对30W以内简单、低成本的解决方案，30W A+C 原边恒功率+恒流 极简方案。无需副边电流检测，双门同插5V，原边自动限流，内置MOS管。原边+同步+协议整套解决方案，极简方案，极低成本，相比竞品可节省2个合金电阻+电流补偿网络+协议IC，结构更简单。成本更低，综合可节约0.38~0.56元。可用于多口的排插上。
30W A+C极简方案的demo板和效率曲线。
高频QR控制芯片型号非常多，有LP8842XXX、LP8843XXX两个系列，LP8842XXX优势是通用性好，LP8843XXX多了200Vcc的耐压端口，外围可节省一个LDO，非常适合PD快充采用。
内置GaN的高频QR功率芯片，有内置120mΩ~720mΩ氮化镓的4个型号，未来会推出1.2Ω的相关产品。采用自研封装，材料、设计均是工业级，高低压爬电距离2mm，可靠性更高，应用范围更广。
LP8718x和LP8719x系列就是内置MOS的恒流充电芯片，覆盖18~33W的应用范围。电压电流的VI曲线，到达6V以后以恒流模式工作，可以帮客户降低后端采样、电流检测、合金电阻电流反馈的成本。目前已经被多家大客户采用。
第三部分，两轮/三轮车充电方案。
新国标要求下，210W两轮车充电器需要进行电磁兼容检测。上图是72V3A、60V3A的解决方案，前端采用LP6655x芯片，采用定频连续工作模式，传导优秀。后端采用LP8778主控，Vcc范围非常宽，覆盖10~57V，适用于12~72V充电器的采用。后端采用LP3351充电控制器，内置100VLDO,电池检测、反接保护、可编程多段式充电、可配置外部单线串口通信、风扇控制。
不带PFC的210W两轮车充电器demo板，低成本的配置可达到91.46%的转换效率。
第4部分，微小功率充电方案。
芯茂微在该领域深耕多年，24W以内功率的产品，内置BJT，自供电，带输入OVP/Brown-Out，峰值电流可编程，是一个低成本解决方案。相对于竞品，芯茂微这个方案可节约5个电阻和1个二极管。以上是5V2A的demo板，输出带恒流。该方案满足24W以内功率的产品需求，是厂商的性价比首选方案。
PSR内置BJT原边恒流恒压方案，三极管解决方案已经更新到第三代。相比以前的方案做许多的改善，比如加强OVP保护，二次侧整流回路开环保护功能，提升系统抗ESD能力，达到工业级，增强抗脉冲群等干扰的能力。
第五部分，中小功率充电方案。
原边恒流SSR充电方案可用于扫地机器人，内置锂电池的低成本方案上，无需副边电流反馈，副边不需要电流控制的运放、合金电阻等，节约成本0.6元。同时还推出内置MOS管的解决方案，采用TO220F-6封装工艺，相比外推MOS方案，布板更简单。
以上是芯茂微给客户做的33V1A充电方案，用于扫地机器人上，可以看到恒流的准确性非常高。
第6部分，芯茂微新发布的EV电动汽车充电方案，3.5KW OBC/便携式充电器。
3.5KW OBC/便携式充电器的demo板，采用风冷散热。输入为90Vac~264Vac，输出为170Vdc~450Vdc，3500W/1500W，低压输入时，输出功率减半。工作方式是采用 CCM 模式PFC+电流模式半桥LLC，效率可达95%，PF值为0.98， 拥有IP67防护等级。
芯茂微解决方案(3.5KW 电车便携式充电器），电流模式PFC采用LP6655x，后端电流模式采用LLC控制器LP9961x。
PFC控制芯片LP6655AA是200W~5KW的PFC控制器，CCM模式，拥有65/133/200kHz工作频率可选。软启动，完善的安全保护功能。满足5kW以内PFC控制器的应用。
LLC控制芯片LP9961AB，采用双向电荷控制模式，控制力达到开关频率的2倍。响应速度快，谐振槽电流应力正负可控。自带多重保护机制。
12V10A的车充辅助供电芯片LP88G12+LP35118V方案。LP88G12带600V高压启动的高频QR控制器，带谷底锁定功能、效率高、同步整流尖峰小，EMI表现优秀，内置120mR 氮化家，可靠性强。LP35118V大功率高频同步整流，工作频率300kHz，驱动能力强，直接驱动100V5mR，MOS管。
以上是AC和DC监控的芯片，内置MO内核的芯片，芯茂微可提供监控源代码或者进行定制。
芯茂微电流模式LLC的优势，开机Vcs的波形非常平滑，几乎没有台阶，反馈环到软启动都非常平滑。在极端情况下，谐振应力完全可控，自动规避ZCS。
芯茂微3.5kW EV Charger Demo效率测试数据，测试条件时230Vac输入，3.5KW，450V输出 (CoolMos，带输出Oring)，峰值效率出现在6.6A时，效率达到95.60%，平均工作效率超过94%。
以上是深圳市芯茂微电子有限公司《发展高效率充电技术，共创绿色未来》的精彩演讲。
充电头网总结在本次演讲上芯茂微带来了微小功率充电方案、中小功率充电方案、两轮车充电方案、三轮车充电方案、以及最新发布的EV电动汽车充电方案。微小功率充电方案是芯茂微深耕多年的领域，拥有许多成熟的方案可供厂商选择，演讲中提到的PSR内置BJT原边恒流恒压方案，满足24W以内功率的产品需求，是厂商的性价比首选方案。在中小功率充电方案中，芯茂微已经有为扫地机器人定制的33V1A充电方案。
芯茂微AC-DC电源芯片的产品线，覆盖1-100KW所有功率段的解决方案，自行建立的封测厂、自研封装方案等，非常方便厂商进行定制和调试。芯茂微的手机充电器/笔电适配器的demo的空间利用率和可靠性都非常高，拥有超高的性价比，满足众多客户的要求。两轮/三轮车充电方案在低成本的配置，不仅满足新国标的电磁兼容要求，转换效率也达到91.46%。芯茂微新发布的3.5KW OBC/便携式充电器，应用在EV电动汽车充电中，经过测试平均工作效率超过94%，可以帮助厂商开发出更多EV电动汽车充电的相关产品。
