南芯科技推出面向储能市场的80V高效同步双向升降压充电芯片
2024-11-11
17:34:13
来源: 南芯科技
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近日，南芯科技（证券代码：688484）宣布推出全新高效同步双向升降压充电芯片 SC8808，可支持最高 80V 的充电电压，主要面向需求持续增长的储能市场，适用于锂离子电池、磷酸铁锂电池组等多种类储能电池。除了储能应用外，SC8808 还可用于电动工具、电动自行车、拓展坞等高功率场景，进一步拓宽了南芯充电芯片的使用场景。
灵活配置，安全升级，激活高效充放电体验
SC8808 方案
- 内置 MPPT 算法，无需额外的 MCU 数字控制器来实现 MPPT 算法。SC8808 采用扰动观察法追踪太阳能板的最大功率点，还可以调用数字平均滤波器和数字平均算法来确保最大功率点的稳定性。同时，SC8808 提供了丰富的调试接口，可调节全扫描周期、扰动周期和步长、观察等待延时周期、全扫描最小值范围和 ADC 数字滤波器长度。工程师无需额外硬件电路和复杂的软件算法程序开发，就可以通过配置芯片的 MPPT 相关寄存器，高效且灵活实现光伏电池的最大功率点跟踪。
- 驱动配置灵活，支持外部 10V 或者内部 VCC 给驱动供电，并且死区时间可硬件配置，可针对不同应用场景降低驱动部分损耗优化功率。SC8808 适配功率大，可支持大 Qg (>100nC) 和 Ciss (>10nF) 的 MOS，如 Toll MOS、PDFN 5*6 和 TO-263 等不同类型封装，单颗芯片可做到 1200W 的功率，可实现 98% 的峰值效率。
- 可靠性高，支持 -40℃-125℃ 的宽工作温度范围。SC8808 可以提供输入过压、电池过压、输入过流、峰值电流保护和过温保护等全方位的保护功能，相比较数字方案，逐周期电流过零检测可以有效避免电流倒灌和电压失控等异常发生。
- 内置完善的电池充电管理机制，支持涓流充电、预充电、恒流充电、恒压充电、自动终止、浮充等模式，自动实现电池的完整充电过程，提高电池的使用寿命和安全性。
灵活配置，安全升级，激活高效充放电体验
SC8808 拥有 4.5V-80V 的宽输入电压范围。产品支持双向工作模式，放电模式下可满足 PD3.1 EPR 全范围输出标准，内部寄存器调压可输出 5V-48V 的电压，且调压步进满足 PPS 和 EPR AVS 要求。
SC8808 可以帮助工程师更简单高效地开发充放电系统。工程师可以通过 I2C 接口轻松设置充电/放电模式，灵活调整充电电流、充电电压、输入电压调节、输入电流限制、OTG 输出电压调节、电流限制、工作状态等参数。SC8808 支持输入限流/输入限压功能，同样可以通过 I2C 配置来适配不同能力的前级电源保护。
SC8808 也支持 standalone 离线配置充电参数，通过外部电阻设置输入/输出电流限制、充电/放电电压、死区时间和 80kHz-480kHz 的可调开关频率。针对户外电源等光伏应用，芯片还集成了升降压控制和 MPPT 算法，提升终端产品开发与调试的效率。
针对大功率需求，SC8808 支持低至 2mΩ 的采样电阻和最大 50A 的充放电电流，可以适配多功率配置不同的电流采样电阻。在 0-85℃ 时，SC8808 电池端充电电流精度高达 ±3%，充电电压精度高达 ±0.5%，可以避免电池过充或者过放，提高电池的使用寿命和安全性。
面向储能场景，开发难点逐一击破
目前市场上常见的储能电池充电方案中存在以下问题：
- 采用分立器件和 MCU 数字控制器，系统开发周期长，外围电路复杂且成本高
- MPPT 算法需要额外的 MCU 实现
- 对 MOS 管选型和驱动要求比较严格，难以灵活配置优化效率
- 系统可靠性较差，保护逻辑复杂且不够全面
- 升降压控制器 IC 只有 CC/CV 环路控制，没有完善的电池充电管理机制
分立控制方案
SC8808 可以帮助工程师搭建体积更小、成本更低的充放电系统。芯片高度集成的控制逻辑和算法使外围电路变得更加简洁，无需分立方案中的 MCU、驱动芯片、电压/电流运放、比较器等诸多器件就可以实现高效完善的充放电系统。
SC8808 方案
对比分立控制方案，SC8808 方案具有以下优点：
- 集成度高，控制实现简单。SC8808 内部集成升降压控制和 MPPT 算法，还集成了 11 位高精度 ADC 用于电压、电流和 NTC 热敏电阻检测电池组温度检测，外围电路简单，帮助工程师降低系统开发成本。
- 集成度高，控制实现简单。SC8808 内部集成升降压控制和 MPPT 算法，还集成了 11 位高精度 ADC 用于电压、电流和 NTC 热敏电阻检测电池组温度检测，外围电路简单，帮助工程师降低系统开发成本。
- 内置 MPPT 算法，无需额外的 MCU 数字控制器来实现 MPPT 算法。SC8808 采用扰动观察法追踪太阳能板的最大功率点，还可以调用数字平均滤波器和数字平均算法来确保最大功率点的稳定性。同时，SC8808 提供了丰富的调试接口，可调节全扫描周期、扰动周期和步长、观察等待延时周期、全扫描最小值范围和 ADC 数字滤波器长度。工程师无需额外硬件电路和复杂的软件算法程序开发，就可以通过配置芯片的 MPPT 相关寄存器，高效且灵活实现光伏电池的最大功率点跟踪。
- 驱动配置灵活，支持外部 10V 或者内部 VCC 给驱动供电，并且死区时间可硬件配置，可针对不同应用场景降低驱动部分损耗优化功率。SC8808 适配功率大，可支持大 Qg (>100nC) 和 Ciss (>10nF) 的 MOS，如 Toll MOS、PDFN 5*6 和 TO-263 等不同类型封装，单颗芯片可做到 1200W 的功率，可实现 98% 的峰值效率。
- 可靠性高，支持 -40℃-125℃ 的宽工作温度范围。SC8808 可以提供输入过压、电池过压、输入过流、峰值电流保护和过温保护等全方位的保护功能，相比较数字方案，逐周期电流过零检测可以有效避免电流倒灌和电压失控等异常发生。
- 内置完善的电池充电管理机制，支持涓流充电、预充电、恒流充电、恒压充电、自动终止、浮充等模式，自动实现电池的完整充电过程，提高电池的使用寿命和安全性。
此外，SC8808 支持频率抖动以实现更好的 EMI 性能，还可以通过 SYNC 引脚与外部时钟保持频率同步，方便多机并联错相来减小纹波。
随着储能系统能量密度和能源转换效率要求的不断提高，储能电池的串数/电压也越来越高。在储能充电领域，南芯提供 1-16 串的全系列产品。
南芯科技充电管理产品家族
南芯科技现已建立起包含开关充电芯片、电荷泵充电芯片、线性充电芯片、无线充电芯片和 SoC 充电芯片在内的充电管理产品家族。其中，开关充电芯片提供升压、降压、升降压三种架构，可以对单节和多节电池进行充电和控制。新推出的 SC8808 进一步将输入电压提升至 80V，大幅提升可充电的电池组数量，为更多充电场景提供高效安全的支持与保护。
责任编辑：Sophie
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