【专利解密】南芯芯片用“芯”连接未来科技

【嘉勤点评】南芯电荷泵充电方法专利，通过实时检测USB接口的电压，解决了现有手机电荷泵接口芯片成本高、充电系统控制方案繁琐的问题。

集微网消息，据悉小米11青春版33W快充是由来自南芯的SC8551芯片控制，该芯片也是小米中国芯的代表之一。上海南芯打破欧美芯片垄断，推出的电荷泵快充芯片就此切入品牌手机供应链。

目前手机内部的电荷泵架构高压直充芯片，都必须要配合精准调压调流的充电头，比如20mv到50mv一档的电压调整步进，以及50mA到200mA一档的电流调整步进，这就需要手机通过符合PPS，SCP，或一些手机厂家自定义的通信协议，来配置充电头的电压电流参数。需要成本较高的接口芯片来实现手机对充电头的控制，且系统控制方案很繁琐。

为此，上海南芯于2020年5月12日申请了一项名为“一种中等功率低成本的电荷泵充电方法”的发明专利（申请号:202010397158.2），申请人为上海南芯半导体科技有限公司。

图1 充电方法流程图

图1为本发明提出的充电方法流程图，具体充电方法如下：首先配置电荷泵的工作参数并使能，通过USB接口发送命令控制200mV每档的充电头的输出电压，使电荷泵的输出电流接近设定值，此时NMOS管Q1一直处于完全导通状态。然后逐步调高USB接口的电压也就是VAC，直至NMOS管Q1进入钳位状态，此时电荷泵达到所设定的输出电流，对电池进行充电，随着电池电压的上升，Vbus的电压也会上升，VAC和VBUS的压差会逐步缩小直至NMOS管Q1完全导通。

此时，可采取的控制方式有两种，一种是再次通过USB发送命令给到充电头，将USB接口的电压也就是VAC提升200mV，NMOS管Q1再次进入钳位模式，同样压差逐步缩小直至N-MOS再次完全导通。另一种是当NMOS管Q1完全导通时，VAC和VBUS电压相同，等充电电流略微下降一些后，再提高VAC的电压。充电电流会再次回到设定值且NMOS管Q1再次进入钳位状态，而此时VAC和VBUS的压差就会小于200mV，从而可以降低NMOS管Q1的发热。

重复以上过程，直至电池达到所设定的电压。然后通过USB接口降低VAC电压200mV，此时电荷泵输出电流会陡然降低一个台阶，电池电压也会陡然降低一个台阶。保持这种充电状态，直到电池电压再次上升到设定的值，然后再次降低USB接口的VAC电压200mV。以此往复，直到电荷泵的充电电流降低到所设定的值，电荷泵停止工作，然后由主充电器单独完成后续充电过程。

简而言之，南芯电荷泵充电方法专利，通过实时检测USB接口的电压，解决了现有手机电荷泵接口芯片成本高、充电系统控制方案繁琐的问题。

上海南芯是模拟和嵌入式芯片级解决方案提供商，致力于为业内提供高性能、高品质与高经济效益的完整IC系统解决方案。南芯将继续领军国内同行，向着开启芯时代，智慧芯生活的愿景前进。

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（校对/holly）