南芯科技電動(dòng)工具多節(jié)鋰電池充放電管理解決方案

據(jù)悉，歐盟宣布2024年統(tǒng)一使用Type-C口，有數(shù)據(jù)預(yù)測，在實(shí)現(xiàn)充電口統(tǒng)一后，不僅能為消費(fèi)者節(jié)約2.5億歐元/年的開銷，還能減少1.1萬噸的電子垃圾。使用Type-C口快充代替?zhèn)鹘y(tǒng)充電設(shè)備，能大大減少電子垃圾，提升充電效率，降低能源浪費(fèi)。

最新的USB PD3.1快充標(biāo)準(zhǔn)，充電功率從原有的100W提升至240W甚至更高，并支持最大48V 的電壓輸出，快充場景也從消費(fèi)電子等領(lǐng)域進(jìn)一步延伸至物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、智能家居、電動(dòng)工具、通信和安防設(shè)備、汽車和醫(yī)療等領(lǐng)域。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，電動(dòng)工具每年出貨量過億臺(tái)，成為十大快充主流應(yīng)用場景之一，然而電動(dòng)工具的快充滲透率卻不高。電動(dòng)工具內(nèi)置的動(dòng)力電芯具有高性能的充放電能力，十分適合使用快充，消費(fèi)者也對(duì)電動(dòng)工具快充的需求也十分強(qiáng)烈。

南芯科技推出SC5650+SC8815+SC2021A快充方案，助力手持式電動(dòng)工具TypeC雙向快速充放電。

使用這套方案，未來將不再需要使用專用的適配器充電，一套Type-C口快充即可完美適配日常充電需求。

支持PD及多種快充協(xié)議，可對(duì)5V~20V適配器電壓進(jìn)行高效率升降壓變換，對(duì)多組串電池進(jìn)行充電。

還支持最大60W的反向放電，作為充電寶給其他Type-C口的便攜設(shè)備進(jìn)行快充，滿足用戶應(yīng)急之需。該

方案待機(jī)電流僅4uA，即使長時(shí)間不使用也可以最大限度保留電池電量，方便用戶再次使用。

SC5650+SC8815+SC2021A

針對(duì)手持式電動(dòng)工具TypeC雙向充放電需求，可采用南芯鋰電保護(hù)芯片SC5650搭配同步升降壓控制芯片SC8815及快充協(xié)議控制芯片SC2021A方案，高度精簡集成方案，適用于多節(jié)電池升降壓充放電，效率高達(dá)96.2%，極低待機(jī)電流（4uA），多重保護(hù)。

demo展示：

長度：最大40mm 寬度：最大40mm 高度：最大9mm

方案框圖展示：

方案優(yōu)勢：

適用于電動(dòng)工具的充放電設(shè)計(jì)

適用于2-5節(jié)電池的升降壓充電器

充電/放電功率高達(dá)65W（20V 3.25A）

極低待機(jī)電流（4uA）

充電管理，包括涓流充電、CC充電、CV充電和充電終止

效率高達(dá)96.2%

低電壓紋波

UVP、OVP、OCP、SCP、OTP多項(xiàng)防護(hù)

精簡PCB尺寸(40mm*40mm)

效率曲線：

充電曲線：

具紋波和瞬態(tài)響應(yīng)：

低待機(jī)電流：

產(chǎn)品介紹

SC5650

2-5節(jié)鋰電池的高精度保護(hù)器。

產(chǎn)品特征：

支持2-5節(jié)電池的鋰電池保護(hù)器

IC工作溫度范圍:-45℃~+85℃

支持過壓保護(hù)(OVP) √ 3.0 V至4.575V，±25mV精度(+25℃)

支持電壓保護(hù)(UVP) √ 1.2V至3V，±50mV精度(+25℃)

支持電池?cái)嗑€檢測保護(hù)

支持過壓二級(jí)保護(hù)和顯示

通過外部電阻調(diào)整OVP和UVP延遲時(shí)間

支持3級(jí)放電過電流保護(hù):

放電過流一級(jí)保護(hù)點(diǎn): 10mV-85mV

放電過流二級(jí)保護(hù)點(diǎn): 20mV-170mV

短路保護(hù)點(diǎn): 40mV-340mV

支持充電過電流保護(hù)(COC)

充電過流保護(hù)點(diǎn): 5mV-80mV

支持電池溫度保護(hù)

COC: 5mV-80mV

支持電池溫度保護(hù)

COT:+45℃/+50℃

CUT: -5℃/0℃

DOT: +6℃/+70℃

DUT: -15℃/-10℃

支持NTC斷開檢測

支持0V電池充電功能

支持充電和放電路徑異口應(yīng)用

支持級(jí)聯(lián)應(yīng)用

支持熱關(guān)斷

低功耗:

正常模式(典型值為20uA)

睡眠模式(典型值為6uA)

應(yīng)用場景：

電動(dòng)工具

電動(dòng)自行車

備用電池

SC2021A

Type-C/ PD和雙DPDM的快充控制器（ACDC）。

產(chǎn)品特征：

USB Type-C

支持Type-C接收協(xié)議

可配置電阻Rp

USB 功率傳輸

支持DFP USB PD 3.0（含PPS）

硬件BMC發(fā)送器和接收器

全功能物理層

硬件檢測消息并自動(dòng)回復(fù)GoodCRC

自動(dòng)檢測硬件復(fù)位消息（hardreset）

集成PD 3.0協(xié)議引擎

集成VCONN并支持電子標(biāo)記的SOP’

雙DPDM快充接口

集成 2組固件控制的 DPDM 接口

支持蘋果充電，BC1.2, DCP, HVDCP, FC, AFC, FCP, SCP, VOOC, UART 和其他專有充電協(xié)

MCU子系統(tǒng)

集成32-bit高性能MCU核

32k-Byte OTP和2.5k-Byte RAM

預(yù)留獨(dú)立空間存放芯片ID碼

支持UART、I2C接口和多個(gè)I/O

支持睡眠模式

模擬模塊

支持適配器OPTO接口

支持DCDC FB調(diào)壓接口

內(nèi)置雙DAC用于 CC/CV 環(huán)路控制

10-bit ADC監(jiān)控電壓、電流和外部信號(hào)

集成高邊電流檢測放大器

集成NMOS柵驅(qū)動(dòng)器

集成VBUS放電路徑

集成溫度傳感模塊

保護(hù)機(jī)制

CC1/CC2最高可承受26V電壓

DP/DP最高可承受12V電壓

芯片提供多重保護(hù)機(jī)制：OVP, UVP, SCP, VCONN OVP, VCONN， OCP, VCONN SCP, OTP, DPDM OVP, CC OVP

封裝：32-pin QFN 4mm x 4mm x 0.75mm

應(yīng)用場景：

墻充適配器

旅充適配器

車載充電器

SC8815

支持充放電雙向、帶I2C控制接口的高效、同步升降壓（buck-boost）充電控制芯片(DCDC )。

產(chǎn)品特征：

支持1-6節(jié)電池升降壓充電 ，完整的充電循環(huán)管理，包括涓流充電、恒流充電、恒壓充電、充電截止

反向升降壓放電工作

VBAT寬范圍：2.7V至36V，最高可達(dá)40V

VBUS寬范圍：2.7V至36V，最高可達(dá)40V

I2C可編程控制充電電流及充電電壓

I2C可編程控制反向輸出電壓

I2C可編程控制輸入及輸出限流

I2C可編程控制開關(guān)頻率

內(nèi)部集成10bit ADC

充電狀態(tài)指示

事件監(jiān)測：適配器接入和負(fù)載接入自動(dòng)檢測

功率路徑管理

完善的保護(hù)：欠壓保護(hù)、過壓保護(hù)、過流保護(hù)、短路保護(hù)，熱關(guān)斷保護(hù)

QFN-32封裝

應(yīng)用場景：

具有快充功能的移動(dòng)電源

USB電源傳輸

Type C集線器

工業(yè)用電源供應(yīng)器

結(jié) 語

南芯SC5650+SC8815+SC2021A快充方案將為電動(dòng)工具再次“賦能”。

對(duì)于用戶來說，無需攜帶專用充電器即可為電動(dòng)工具充電，同時(shí)具備放電功能可作為充電寶使用對(duì)手機(jī)等便攜電子設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)電。對(duì)廠家來說，無需附贈(zèng)專用充電器，降低了企業(yè)生產(chǎn)成本。對(duì)環(huán)境來說，也避免了使用壽命到期后，新的電子垃圾的產(chǎn)生。

審核編輯：劉清