前言
在2025(春季)亚洲充电展上,南芯科技带来了其最新的的多口快充解决方案 POWERQUARK SIMO 系列。作为业界首创的单变压器多输出(SIMO)架构产品,POWERQUARK SIMO通过深度集成与创新控制策略,实现在保持极致功率密度的同时,有效提升转换效率、降低待机功耗,并大幅简化外围物料清单,为笔记本电源适配器、移动电源及多口快充器市场带来全新突破。
南芯POWERQUARK SIMO
传统多口快充方案普遍采用“PFC+LLC+多路Buck级联”的两级架构,存在效率叠加损耗高、体积庞大、散热压力大、成本高昂等问题。
南芯科技POWERQUARK SIMO方案通过单级拓扑替代传统两级架构,首次在隔离场景下实现“单变压器多路输出”,省去次级DC-DC控制器、电感及光耦等外围器件,系统BOM精简至仅需一颗主控芯片和协议芯片,整体体积较传统方案缩小30%,单口方案已达2.23 W/cm³,多口方案亦保持1.92 W/cm³,与市面上最小体积方案相比,整体尺寸缩减逾30%。
据悉,该方案核心采用南芯自研的 SIMO 5 合一主控芯片 SC2167,内部集成了初级控制器、高压 GaN 驱动、高速隔离通信、次级同步整流控制器及路径 MOS 驱动器,从源头上大幅简化了外围电路设计。凭借这一架构,无需配置初级电流取样电阻、后级 DC-DC 模块或输出负载开关,物料数量和 PCB 占板面积因此得到有效压缩。
在整套POWERQUARK SIMO多口快充解决方案上,整套方案仅使用两颗主要芯片,也就是一颗主控芯片SC2167与一颗协议芯片SC31xx就可实现,在简化设计的同时保障系统性能。
能效方面,在单口输出90 W工况下,效率可达92.3%,峰值效率更可突破94%;双口输出时,在低压90 V输入下分别输出45W与20W,整体效率依然保持在91%以上,高压230 V输入场景下,效率优势更为明显,可超93%。更值得关注的是,凭借深度优化的控制逻辑与创新电路设计,该方案待机功耗低于43 mW,轻松满足即将于2025年实施的中国国家一级能效标准及美国DOE第七级能效要求。
这些性能的实现,得益于南芯自主研发的多项核心技术。
- 智能功率路径控制:支持两路输出独立调控,功率可动态分配,无需外置DC‑DC,满足不同设备快充需求;
- 全链路软开关技术:初级高压MOS、次级同步整流均实现零电压开通(ZVS),开关损耗降低50%以上;
- 无损电流采样:摒弃传统采样电阻,进一步提升系统效率;
- 伪连续模式(PCCM):POWERQUARK SIMO率先在隔离式变换器中引入“伪连续模式”,也就是在续流结束时,电感电流既不为零,也不会直接从峰值骤降至零,而是在低谷处保持一个持续的非零电流,兼具连续导通模式与临界导通模式优点,消除了传统不连续导通模式下的谐振“峰”,不仅提升了全范围初级开关效率,还消除了传统DCM环振问题,使得导通波形在600 kHz附近有效下降,降低了同步整流器件的电压应力,从而在保证双输出系统稳定响应的同时,实现了更低的系统成本和更高的整体性能。
在快速负载变化测试中,POWERQUARK SIMO的单口与双口输出均表现出优异的瞬态响应:从空载到满载的跨越中,电压过冲与欠冲均控制在6%以内,且各路之间互不干扰,满足高端笔记本与移动设备快充场景的动态性能要求。
充电头网总结
POWERQUARK SIMO的推出,为多口快充器件提供了一种真正意义上的“极致方案”——不仅简化了架构设计,缩减了器件数量和整体体积,更有效提升了系统效率与待机能耗表现。这种高度集成化与智能化的设计,不仅能帮助厂商加快产品开发周期、降低BOM成本,也让终端产品更轻、更小、更冷,极大优化用户体验。
特别是南芯科技自主研发的伪连续工作模式(PCCM),该模式通过在续流末端维持一个持续的非零负电流,实现了初级侧零电压开通(ZVS)的高效控制,并有效抑制了传统DCM模式下的续流环振问题,同时优化了EMI性能和降低了同步整流器件的应力,从而在保证双输出系统稳定性的前提下,提升了全范围初级开关效率并降低了系统成本。


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