纳芯微申请限流电路、芯片及电子设备专利，实现高压低阻场景下的限流功能

金融界 2024 年 7 月 10 日消息，天眼查知识产权信息显示，苏州纳芯微电子股份有限公司申请一项名为“限流电路、芯片及电子设备“，公开号 CN202310003392.6，申请日期为 2023 年 1 月。

专利摘要显示，本申请提供了一种限流电路，包括：输入信号端、输入电压端、钳位模块、第一 MOS 管、第一电阻、限流模块以及比较模块；钳位模块被配置为用于将其输出端的电压钳位至输入电压端的输入电压以下；输入电压端、钳位模块、第一 MOS 管、第一电阻依次连接形成主回路；比较模块的第一输入端与第一 MOS 管的栅极相连接，输出端与限流模块的输入端相连接；限流模块的输出端与第一 MOS 管的栅极相连接；比较模块能够将表征流经第一电阻电流的表征电流与预设的基准电流进行比较，响应于表征电流大于基准电流，向限流模块相应发送控制信号，使得限流模块减小驱动第一 MOS 管的栅极的驱动信号，进而实现对第一电阻的电流的限制，从而实现了在高压低阻场景下的限流功能。

本文源自金融界

仅需一颗芯片，让10亿台电脑秒变快充

快充应用如雨后春笋般涌现，让我们看到了显示器、汽车、电动工具都逐步普及快充。而今天我们想为大家分享的是一个全新的快充应用领域，并且这个市场还非常庞大，跟每个读者息息相关。

前言

电脑作为生产力工具，在我们的生活和工作中都起到了非常重要的作用，是我们日常离不开的伙伴。然后现在手机协同电脑办公也是越来越多，大家也都是一边工作一边为手机充电。

若能让台式机提供USB-A、USB-C快充接口，在开机时支持快充对手机充电，充分利用碎片化时间充电，可减少一个充电器的购买，且节省桌面插座占用。

据Gartner统计，2020年全球PC出货量同比增长4.8%至2.75亿台，为十年来最高增幅。加上以往出货量，全球至少有数十亿台电脑保有量。而这些个人电脑，也都有升级为USB-C快充的潜力。

一颗芯片让台式机秒变快充

个人电脑主机箱内均内置了一台电源，常见的尺寸有ATX、SFX等。这些电源基于美国INTEL公司提出的ATX供电规范，是一个标准化的独立产品。值得一提的是，INTEL也是全球CPU市场的霸主，参与了多种电脑标准技术的制订和普及。

以个人电脑主机内部的ATX电源为例，这个最常见的电源均配置有12V输出。标准化的12V输出为手机快充提供了几乎完美的支持，可以直接搭配市场上集成度非常高的DC-DC降压芯片，并且协议支持广泛。

轻松的就可以从电脑12V取电，通过降压芯片为手机输出快充，可满足苹果9V 2.22A 20W，安卓11V 3A 33W快充。

电脑电源12V输出，通过内置协议的DC-DC降压芯片，由协议控制降压，可输出5V、9V PDO档位，以及PPS、OPPO VOOC、华为SCP、三星AFC等快充协议，满足不同手机充电需求。

通过充电头网拆解发现，个人电脑中的高性能电源不少采用了LLC架构，这一架构性能优秀，供电稳定，并且内部经过多次滤波，可以说为台式机升级快充提供了稳定的电能供应。

其中台式机电源输出12V为CPU、显卡供电，有非常高的稳定性，可将降压电路安装在机箱内部，通过SATA硬盘供电接口或大4PIN接口从电源取电，通过降压电路实现快充输出。

使用时只需将数据线接到机箱的充电口即可实现快充，连接电脑传输数据时插回主板USB接口。值得注意的是，这里PCI-E金手指仅用于固定，没有从主板PCI-E插槽取电，而是用SATA母座供电。因此扩展出来的USB-C接口，不具备数据传输功能。

台式机秒变快充，从使用场景能预见的优势，可以为手机直接供电，也可以为无线充供电；此外，还能为小台灯、小风扇等周边用电器供电。

我们暂且叫它快充扩展卡，在设计初期就考虑到了全高机箱和半高机箱的PCI挡板尺寸，因此只需要更换不同挡板即可兼容这两种机箱。无论你是ATX机箱，还是ITX、miniITX机箱，都能轻松应对。

举一反三，这个理念也可以用于个人电脑桌面充改造，有待玩家进一步研究。如果你需要多个USB-C、USB-A接口，也可以增加电源芯片自由组合，即使想要设计4个USB-C全快充接口也是可以实现的，内部使用全部独立的方案，可以实现盲插功能。每个接口都可以实现快充，而不是单口可以快充，连接两个设备就回落5V。快充扩展卡这个理念DIY可玩性非常强。

哪些芯片可以实现

基于12V供电的降压方案，国内多家大厂有完整的高度集成的解决方案，并且经过多年实际应用，兼容性和可靠性都非常好。

让一台电脑支持快充，电路上有两种类型，分别是DC-DC降压和DC-DC升降压。

DC-DC降压，这类方案集成度高、内置快充协议、开发高效，并且成本极具优势；代表芯片品牌有智融、英集芯、富满等。

DC-DC升降压，这种方案也非常成熟，需要外挂快充协议芯片，适合开发大功率快充，发烧友的最爱；代表芯片品牌有南芯、宝砾微等。

值得注意的是，这些都是清一色国产芯片哦。目前国产芯片在这一领域已经做到世界一流水准，并且性能得到了市场验证，累计出货量近亿颗了。

ismartware智融

智融对于车充降压具有完整的产品线，其中内置协议的降压芯片有SW3510、SW3513、SW3514、SW3516、SW3517、SW3518，搭配电感和降压开关管等外围元件即可实现功能完整的降压电路。

此外，智融SW3521、SW3522、SW3526内置降压开关管，为全部集成设计，外围元件精简，协议支持广泛，一颗芯片搭配必须的外围元件即可完成自带协议的降压转换器产品。

智融一口气推出9款三星S21+快充方案文章，归纳了智融可用于实现手机快充的降压芯片和协议芯片。

智融SW3518S是一颗降压控制器，需要外置开关管，但是SW3518S支持VOOC闪充，最高输出电流5A，支持PD3.0/PPS快充，并且支持双口快充输出，支持QC4+、华为SCP、三星AFC等丰富的快充协议，现在很多氮化镓多口充电器都在使用这颗芯片用来支持多口输出。

智融SW3521为支持USB-A口快充的全集成降压IC，内部集成开关管，支持华为高压和低压SCP，对华为手机的快充有很好的支持，搭配简单的外围元件，就可组成完整的高性能多快充协议的充电解决方案。

智融SW3522支持USB-C口，支持PD3.0快充和PPS快充，内部集成开关管，支持QC和AFC快充。智融SW3521和SW3522都采用ESOP8封装，外围元件精简，集成度高，两颗芯片分别实现USB-A和USB-C快充，智融车充参考设计介绍。

智融SW3526是一颗支持USB-C或USB-A口的全集成车充降压IC，内部集成开关管，支持华为高压和低压SCP，对华为手机的快充具有很好的支持。同时还支持PD3.0/PPS快充，支持AFC和QC等快充协议，使用了SW3526的机乐堂38W车充拆解。

INJOINIC英集芯

通过充电头网的拆解，英集芯具有多颗全集成的车充降压IC，可用于12V输入的降压输出。挑几款最常用的来说吧，IP6520是一颗高度集成的降压IC，协议支持非常广泛，支持PD和QC快充，支持PPS快充，并且还通过了PD3.0 USB IF协会认证。

图为IP6520车充Demo，背面仅有电感和滤波电容，外围元件非常精简。英集芯IP6520支持PD3.0/PPS输出，支持华为高压SCP、三星AFC以及QC快充协议。支持USB-C接口，支持18W PD快充。IP6520内部集成开关管，采用ESOP8封装，外围简单方便布局。充电头网实测兼容性非常好。

英集芯IP6525T全集成降压转换器，集成降压控制和协议识别功能。IP6525T支持华为FCP、三星AFC和QC快充，支持USB-A口降压输出，内置开关管，外围元件非常精简，IP6525T支持18W输出，支持完善的保护功能。三星车充都在用这款降压芯片。

英集芯IP6537是一颗高集成的快充车充芯片，集成了高效同步降压转换器和协议识别功能，外围精简，可以为车载充电器的开发提供完整的解决方案。充电头网通过ChargerLAB POWER-Z KM001C检测，英集芯IP6537可支持5V/3A、9V/2.22A、3.3-11V/2A输出。

英集芯IP6538是一款集成同步开关的降压转换器、支持14种输出快充协议、支持Type-C输出和USB PD2.0、PD3.0（PPS）协议的双口输出SOC IC，支持USB-C和USB-A口输出，为车载充电器、快充适配器、智能排插提供完整的解决方案，机乐堂1A1C 20W车充使用了IP6538。

FM富满

富满XPM5236芯片集成同步降压控制与多协议识别功能，并且采用内置MOS的设计，最大输出功率可达到36W。同时，该芯片还具有集成度高、封装简单等特点，可以有效减少芯片外围的元器件数量，节省系统开发成本，加速产品上市。

富满XPM5236系列采用ESOP8封装，有XPM5236A和XPM5236B两个型号，均采用ESOP8封装，支持6.6V至 36V超宽电压输入，以及3.6V至12V输出，并可依据充电协议自行调整。其中XPM5236A的PDO配置为5V/3A、9V/3A两个电压档位，XPM5236B 的PDO配置为5V/3A、9V/3A、12V/3A三个电压档位。

协议方面，支持Apple 2.4A、USB DCP、QC3.0、QC2.0、AFC、FCP等协议。XPM5236内部集成开关管，内置补偿功能，外围仅需四颗元件，即可提供36W大功率快充，同时快充兼容性也不错。

Southchip南芯

南芯是国内第一家升降压控制器芯片厂商，旗下产品非常广泛，南芯的方案适合做大功率升降压快充使用，元件数量相对较多。

首先介绍的南芯SC8102是一颗内置降压开关管的同步整流降压转换器，内部集成低阻开关管，最大输出电流6A，可搭配协议IC使用。SC8102支持双口输出，具有独立的电流检测，可搭配协议IC做单口快充，也可作为双口5V输出。采用QFN5*5mm封装，在适配器内部搭配协议IC做大功率降压输出。

南芯SC8112是一颗内置降压开关管的同步整流降压转换器，内部集成低阻开关管，最大输出电流6A，可搭配协议IC使用。SC8112支持双口输出，具有独立的电流检测，可搭配协议IC做单口快充，也可作为双口5V输出。采用QFN5*5mm封装，在车充内部搭配协议IC降压输出。

南芯SC8815是一款数字控制的H桥升降压控制器，使用时需外置协议芯片和开关管与电感等元件。SC8815参数可由I2C接口配置，搭配协议IC使用，支持宽范围电压转换，内置ADC可用于输入输出电压及电流检测，可用于回传电压电流等功率信息，功能全面被三星45W车充使用。

南芯SC8721是一颗内置四颗H桥开关管的升降压转换器，支持最高22V输出，可通过I2C总线接口进行输出电压调节和输出限流调节，搭配I2C接口的协议芯片可以做升降压输出，内置的ADC可用于输入输出电压和电流检测，可用于输出参数回传，提高产品竞争力。

Powlicon宝砾微

宝砾微PL5500是一颗双向H桥升降压控制器，可实现升降压操作以及对电池的充放电管理。PL5500在使用时需要搭配协议IC和开关管等外置元件，可实现20V 45W升降压大功率输出，支持完善的保护功能，被俊凯达63W车充使用。

宝砾微PL5501是一颗同步四开关单向升降压控制器，支持最高36V输入电压，内置LDO可为协议芯片供电，简化设计。外置开关管，在车充内可实现65W大功率升降压输出，倍思65W车充使用了这颗芯片。

宝砾微PL9405是一款同步四开关双向BUCK-BOOST转换器，支持最高36V工作电压，持续负载电流可达5A。PL9405还具有电池充放电管理功能，支持1到6节电池充放电管理。

内部集成两个耐压高达40V、9mΩ低导通电阻的功率MOSFET，只需要外置两个MOSFET。且外置MOSFET分摊发热、降低整机温升且节省PCBLayout布局空间。倍思45W车充在使用宝砾微PL9405。

充电头网总结

想不到吧，个人电脑实现快充改造，其实并不难。

以上是充电头网为大家盘点的适合应用在电脑上的同步降压芯片，和同步升降压芯片。以上芯片均具有外围元件精简、保护全面、协议支持广泛的优点。可方便的为台式机提供主流手机的快充支持，实现新的产品卖点。

电路方案如上介绍，具体实现方式，可由SATA或大4PIN口取电，在机箱内增加电路板和输出接口。

台式机加装快充，可以减少插排的占用，并且输出的电源，也可为无线充、小风扇、移动电源等供电，使桌面不再凌乱。

降压方案目前可实现单口最大33W的输出功率，若需更高的输出功率如45-65W，则需要同步升降压芯片来实现15V、20V输出，成本和复杂度有所提升。

得益于国内半导体产业化的进步和快充技术的发展，高性价比的快充解决方案才得以普及。加上标准化的部件和标准规格，更大幅简化了兼容性设计，总之一句话，科技让生活更便捷。

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