矽力杰户外电源IC方案布局

2022年8月18日，2022（夏季）亚洲充电展在深圳成功举办，展会同期还举办了2022亚洲户外电源大会，并邀请了11位行业大咖现场与大家探讨户外电源的行业发展趋势，为大家分享最新的户外电源解决方案。

矽力杰资深销售经理戴荣东先生在本次亚洲户外电源大会上发表了《矽力杰户外电源IC方案》主题演讲。

在锂电储能应用中，主要有充电宝和户外电源两大类，充电宝的电池容量一般为 10000mAh~50000mAh，户外电源电池容量一般为 20Wh~20KWh，主要区别体现在功率、目标设备、输出电压、接口等方面。

锂电储能还可以应用在 20KWh~MWh 级别的光伏、风能等绿色能源系统中的发电端和用户终端。此次演讲主要介绍锂电储能在户外电源中的应用。

便携户外电源（Portable Power Station，简称PPS）是一种由可充电电池供电，多端口输出的供电电源，电池容量一般为 20Wh~20KWh。一般配备2~3个 AC 插座、2~6个 Type-A USB 充电端口、2~3个 Type-C 快速充电端口、12V 插座、LED 照明、无线充电器，支持各种主流接口。充电输入可以适配交流电源、汽车直流端口或太阳能电池板电源（环保型充电）。

便携户外电源的典型应用主要有户外露营、长途自驾、野外摄影、家庭应急、环境监测、汽车补电等，以 1000W 便携户外电源为例，可为笔电充电10次，无人机充电20次，运动相机充电100次；可为户外投影仪提供5小时续航，为户外照明提供24小时续航，为电饭煲提供3小时续航，为电钻提供2.5小时续航。

便携户外电源行业增速迅猛，出货量从2016年的5.2万台增长至2020年的208.8万台，市场规模从2016年的0.6亿元增长至2020年的42.6亿元。

便携户外电源全球市场规模预期同样可观，预计由2021年的111.3亿元增长至2026年的882.3亿元。

便携户外电源产品输出功率等级主要为 200W~8000W，AC 输出端口主要为 110/220V交流逆变，DC 输出端口可以支持 USB A、USB-C、DC 等接口应用，可为大功率快充电子设备和传统笔记本电脑等设备供电。部分产品还支持无线充电、户外照明等功能。

在 1000W 的便携户外电源中，在多节电池监测和保护应用需要用到 BMS 电池均衡及保护 IC；1000W AC 逆变应用需要用到升压控制器 IC 和数字控制器 IC；DC 输出应用需要用到 BUCK IC、MOS、协议 IC、负载开关管等；无线充电应用需要用到 TX 控制器 IC；照明需要用到 LED 驱动 IC。

矽力杰便携户外电源系统 IC 主要方案如上图所示，在电池包中可选用矽力杰 SY689X0 系列 AFE 芯片；100W 以内的 AC-DC 电路可选用矽力杰 SY5040，100W~300W AC-DC 电路可选用矽力杰 SY5055。

DC-AC 逆变电路可选用 SQ27000/1、SY8511/2 HV BUCK 芯片；降压转换电路可选用支持 40V3A 的 SY8303A 同步整流芯片、支持 40V8A SY8308 内置 MOS 同步整流芯片；USB 限流电路可选用 SY6280、SY6288 芯片。

升降压电路可选用支持 1~4 节锂电池的双向升降压控制器 SY6961、内置 MOS 的双向升降压控制器 SY9329C；协议芯片可选用 SY32P11；12V/10A DC 口可选用HV BUCK 控制器SQ33065；LED 照明电路可选用 SY8718A1、SY8745A 恒流 LED 驱动。

矽力杰高精度电池监控器 SY689x0 系列器件产品包括 SY68920（3至6节串联电池）、SY68930（6至12节串联电池）、SY68940（9至18节串联电池）。可用于便携电源，电动自行车，电动工具，储能系统等场景。

该系列器件由电池监控器（电池电压、电池组电流、电池组温度）、电池均衡和电池组低侧保护组成，可覆盖 OCD、SCD、OV、UV，以及外部二级保护器故障检测，当发生以上Fault事件时，器件通过ALERT引脚和内部寄存器进行模拟和数字形式的对外报警。

器件可以支持自主和外控电池均衡策略，可以通过使能或禁用子模块以控制整个芯片的电流消耗。主机可以通过12C接口访问电池组的所有信息以进行管理。

矽力杰高精度电池监控器 SY689x0 系列器件应用覆盖如上图所示。值得一提的是，针对 18 串以上锂电应用，可根据实际需求对 SY689x0 系列器件进行叠加组合使用。

矽力杰高精度电池监控器 SY689x0 系列器件应用电路如上图所示，可以看到外围电路非常简洁。

矽力杰高精度电池监控器 SY689x0 系列器件支持内部 ADC 测量电池电压、电池组或芯片温度；支持一个独立的内部ADC测量电池组电流；集成低侧充电、放电 NCHFET 驱动器；集成电池均衡 FET；集成自主电池均衡策略；支持主机警报中断；支持 3.3V 外部稳压器；支持简洁的 I2C 兼容接口，采用薄型 QFN 5x5/6x6/8x8 封装。