便携式储能电源，又被称作户外电源，是一种内置锂离子电池的小型储能设备，可以提供稳定交流/直流电压输出的电源系统，具有大容量、大功率、安全便携等特点，其电池容量一般在100Wh-2000Wh，配有 AC输入，DC输入，AC输出，USB /Type-C输出等多种接口，适用于户外出游、户外作业，应急救灾、医疗抢险等多种场景。
过去，户外和应急情况下的电力供应主要采用小型燃油发电机，但燃油发电机体积庞大，操作负载，噪音大，尾气污染环境，因此基于锂电池技术的便携式储能行业逐步兴起。
随着在手机、笔记本电脑等移动智能终端应用普及，亲近自然的户外生活亦成为趋势，户外用电需求日益增加；另外，救灾/抗疫/抢险等需要户外紧急供电的需求也与日俱增，应急备用电源已逐步成为家庭生活中的重要备用品，我们可以预测：后疫情时代，户外活动将会反弹式普及，户外用电需求更会爆发式增长。同时，受新能源汽车的发展带动上游锂离子电池产业的成熟，便携式储能行业得到迅速发展。
便携式储能电源在欧美国家最先兴起，近年国内需求不断攀升，顺应国家碳达峰、碳中和的政策路线，势必会对移动储能市场注入新的发展活力。
便携式储能电源的系统架构，与我们常见的充电宝较为类似，但输入输出功率更大、功能更多，对安全性、可靠性的要求也更高。下图为便携式储能系统的内部功能架构图，其中绿色部分为南芯半导体可提供的芯片方案。
便携式移动储能的几个核心功能模块：
● AC/DC 转换
● 升降压充电
● 降压变换器
● 充电协议
● 锂电池保护
● 对外无线充电
● 正弦波逆变
南芯可以提供上述除逆变外的几乎所有方案。
图：南芯产品线
AC/DC
南芯近年持续发力AC-DC电源芯片市场，一连推出多款重磅新品，在芯片缺货的背景之下，为市场的快速发展注入了强劲动力。南芯AC/DC产品，有新推出的CRM模式PFC控制器，支持GaN应用的高频QR控制器，支持多种模式的同步整流控制器等。提供高性能的整套解决方案，拥有多款明星产品，如：SC305x系列、SC302x系列、SC350x系列、SC320x系列...
在2020（冬季）USB PD＆Type-C亚洲展上，南芯半导体发布了旗下氮化镓控制芯片SC3021x系列，并基于此开发了5套高效PD快充方案，正式开始了南芯在充电器市场的拓展之路。
2021年7月南芯推出了旗下首款合封氮化镓控制芯片SC3050/3056，引发业界高度关注。该芯片集成450mΩ/650V GaN功率器件，独特的EPAD设计，适用于小功率快充开发。
紧接着又推出65W合封氮化镓功率芯片SC3057，功率密度再创新高。
在同步整流控制器方面，南芯半导体也布局了SC3501、SC3502、SC3053、SC3511、SC3512等多款芯片，包括了独立的控制器以及内置MOS的控制芯片两种类型，与初级侧的PWM芯片组成完整的AC-DC电源芯片矩阵，满足不同客户的差异化需求。
最新推出的SC3201 CRM PFC控制器，无需在Boost电感上添加辅助绕组，就可以实现精确的谷底检测，具备独立的第二输出电压过压保护功能。
图：南芯AC/DC产品树
DC/DC
南芯DC/DC开关电源管理芯片，为电源转换提供各种降压、升压以及升降压DCDC方案。其中同步开关控制IC（DCDC controller)，可以直接驱动外置MOS，为用户系统提供宽电压、大电流、高功率的高效DCDC转换，灵活支持各类高压和大功率应用；同步开关转换IC（DCDC converter），通过集成低Rdson的功率MOS，为系统提供高集成度、高密度、外围器件精简的高效电源转换方案。南芯还提供支持输入恒流或输出恒流控制的各类开关电源芯片，并且提供各类过压过流保护，帮助用户降低系统设计复杂度，覆盖多种电源设计。
南芯已推出包括SC8102、SC8112、SC8701、SC8001/2等多款DC/DC电源管理芯片，完美适用于车规、多口墙充、适配器、HUB和工业应用等多场景。近期更是隆重推出集成Power MOS的同步升降压变换器SC8723/SC8724，支持最大22V的输入及输出电压，无论是输出电压高于、低于或等于输入电压，都能提供出色的电源效率和电压调节，非常适合USB PD、USB-HUB、移动电源、适配器等应用。在工业电源应用中，SC8723 /SC8724同样可以成为满足需求的最佳选择。
应用合辑
图：南芯Buck DCDC 选型表
图：南芯Buck-Boost DCDC选型表
Charger
南芯升降压芯片按照电池数量可以分为1-2串、1-3串、1-4串、2-4串、1-6串等多种类型，从内置MOS支持24W输出的单芯片到外挂MOS支持100W以上的双向快充控制器均有布局；并且很多款芯片不仅支持锂离子电池，而且还支持磷酸铁锂电池，既能满足当下20-100W快充移动电源的开发，也能够让户外电源实现大功率双向快充，增加产品卖点。南芯Buck-Boost芯片可适用于多种场景，如：车载充电、快充移动电源、USB hub、多口适配器、无人机、蓝牙音箱、户外电源、工业应用等。
南芯是国内首个推出同步升降压控制器的公司，并于21年成功推出第四代升降压控制器产品SC8885/SC8886。南芯SC8885/SC8886也是国内第一个集成NVDC路径管理的升降压充电芯片，可满足笔记本内1-4节的电池充电，并集成符合Intel规范的相关功能，填补了国内空白。
SC8885/8886详情
（图片来自网络）
PD Controller
随着USB PD以及DPDM 快充技术的快速发展，快充技术已普及到大众生活的方方面面，多口快充成为引领快充技术的风向标。南芯已推出了数款PD快充协议控制芯片，获得业内一致好评。针对多口快充，南芯最新推出A+C口单颗快充协议控制芯片SC2021A，包含一组CC,以及两组DPDM快充接口，支持Type-C PD3.1，PPS协议快充，两组DPDM 可以同时支持FC, FCP, AFC, SCP, VOOC, super VOOC 等多种DPDM快充协议控制器，获得多家认证机构的认可，该芯片也正在开发验证中国自己融合快充UFCS协议方案，必定成为国产快充协议类产品的精品。并且，南芯又顺势推出一颗仅支持单路PD3.1的低成本SC2150A，完善了协议类产品布局。
SC2021A详情：
图：SC2021 DEMO
Battery Protector
针对锂电保护，南芯发布了包括SC5550/SC5650在内的多款锂电池的高精度保护器。南芯单/多节锂电池保护芯片，拥有超低Rdson，提供过充保护、过放保护、短路保护等功能。
SC5550/SC5650，集成了完整的电池保护功能，包括电池过压保护、电池欠压保护、3级放电过电流保护、充电过电流保护、充放电时电池的高温和低温保护、芯片热关断保护等。电压保护延时时间可由外置电阻灵活设定，芯片提供二级电池过电压保护和指示功能，可与保险丝配合使用，提高电池安全性。此外，SC5550/SC56500还集成了CTRC /CTRD控制引脚来支持级联应用，最多支持6-10节电池应用，芯片在正常工作状态下只需要消耗很小的静态电流，当电池电压低于电压保护阈值时自动进入休眠状态，进一步减小待机电流，保证电池的存储时间更长。
图：SC5550 DEMO
Wireless Charger
高集成度一直都是无线充电芯片不断追求的目标，尤其是在发射端配件市场，终端产品的精致化与简洁化需求，对芯片的集成度提出了越来越高的要求。从第一代发射端power stage产品，到第二代MCU+Power stage全集成产品，南芯半导体一直致力于无线充电市场，南芯无线充电发射器模拟前端，具有超高集成度，包含WPC发射器所需的所有模拟部件，内部集成全桥MOSFET，自举电路，电流检测电路，通信解调器，线性调整器及保护电路。与MCU配合使用，可以实现高性能的无线功率发射，支持EPP和BPP，提供最高达15W的输出功率。
随着PD/DPDM快充协议的逐渐普及，将协议集成到发射端芯片的需求越来越迫切，近期，南芯顺势推出第三代无线充发射芯片SC9608和50W无线充电RTX 芯片SC9621，并深受市场认可。
图：SC9621 DEMO
SC9621芯片
在无线充电系统中，包含输入电源、发射和接收三大系统。据了解，SC9621之所以称为RTX（无线充电接收+发射芯片），是因为其除了作为50W无线充电接收芯片之外，还可以通过在输出端加上电源用作无线充电发射端。目前，SC9621芯片最大支持50W接收功率以及15W发射功率。而在50W输出的无线充电系统中，南芯半导体通常选用最高支持20V输出的USB电源适配器。
在性能方面，SC9621芯片的突出优势是有效减少芯片发热，以及提升电源转换效率。在该芯片的系统组成中，来自线圈中的电流会经过由4颗MOSFET组成的同步整流桥，整流电压经Vrect电容滤波和LDO输出至Vout，从而给负载进行输出。其中，在Vrect和Vout之间的LDO可有效率阻挡ASK纹波。这是因为输出电压（范围3.5-20V）可通过数字接口进行设置，而系统会自动调整Vrect电压使LDO上的压差保持在极低水平。
在功率输出方面，如果采用普通5W BPP发射板，当SC9621 EVM 放入后很快可以输出5V 最大1安培电流。而在更大的功率输出应用中，南芯半导体通过提高输出电压以达到节省系统损耗的目的。如若配合EPP15W发射端，SC9621芯片支持最大12V 1.25A 15W 输出；若配合南芯无线充电发射端，则可以实现最大20V 2.5A 50W功率输出。
SC9621芯片5W功率输出展示
SC9621芯片50W功率输出展示
为了实现更高的充电效率，SC9621芯片还支持直充及高压直充技术。在直充应用中，充电系统中不再使用传统charger控制充电电流，而是通过充电管理芯片调节SC9621输出电压从而达到调节充电电流的目的。基于此，由于不再有buck或者boost charger影响，直充系统的充电效率会大大提升。
至于SC9621芯片如何实现为其他无线充电接收端提供无线电力？具体而言，在SC9621芯片Vout端加入5V电流，通过GUI写入TX（无线充电发射芯片）指令，SC9621便进入TX模式。同时，在它的线圈上放入另外一个SC9621作为RX（无线充电接收芯片），即可为其提供电力进行无线传输。
小 结
便携式储能电源属于工业产品类范畴，能够切入该市场的都是技术实力雄厚、产品稳定可靠的重量级玩家。从最初的消费配件类产品，到手机内快充完整方案，以及便携式储能完整方案、汽车前装有线/无线充电方案，南芯已实现了产品的全场景覆盖，势必成为国产电源和电池管理类芯片公司的佼佼者。
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