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南芯科技高性能电源方案助力人形机器人迎接量产元年

2025/11/3 11:05:04 挖贝网李辉

从科幻走进现实，2025年人形机器人迎来“量产元年”。人形机器人正从实验室的技术探索，大步迈入工业制造、仓储物流、医疗护理等广阔的商业应用场景。

根据高工产业研究院（GGII）发布的《2025年人形机器人产业发展蓝皮书》预测，2025年全球人形机器人市场销量预计达到1.24万台，而到2035年，这一数字将提升到500万台以上。

产业的飞速发展，对支撑其运行的底层技术，尤其是电源管理系统，提出了前所未有的挑战与需求。

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市场繁荣对底层技术的挑战

人形机器人从原型演示走向规模化落地的关键拐点中包含对其电源与电池系统的管理。电力系统如同机器人的“血液循环系统”，其性能的优劣直接决定了“大脑”（算力）与“四肢”（执行器）的工作效率、行动能力以及整体可靠性。当前市场主要面临三大核心痛点：

1）功率密度与效率的平衡：机器人内部空间极其有限，要求电源模块体积小、功率密度高。但高功率密度往往与高效率难以兼顾，容易导致系统发热，影响可靠性和寿命。

2）待机功耗与续航焦虑：为应对复杂任务，机器人需长时间待命，待机功耗过大将严重缩短其有效工作时长，可能会造成商业化应用的瓶颈。

3）高串数电池应用的可靠性需求：为提供足够动力，人形机器人普遍采用高串数电池组（如18串、21串等），这要求电源管理芯片具备高耐压（通常需100V及以上）、高可靠性，以确保系统安全。

全链路解决方案，赋能机器人突破痛点

南芯科技提供包括智能感知，AI及控制，电池管理与充电管理等模组供电所需的高性能电源解决方案。

高压Buck转换器，适用于高串数电池应用，平衡了功率密度、效率之间的不同需求

高耐压、低静态电流的Buck转换器SC81AXX系列（100V）和 SC81BXX系列（120V）降压转换器，适用于机器人高串数电池应用。其超高耐压特性轻松应对电池电压波动，确保系统稳定。该系列产品同时具备超低静态电流（可低至10uA），显著降低了机器人在待机状态下的能量损耗，提升续航能力。其在重载条件下依然保持高效率，平衡了功率密度、效率与待机功耗之间的不同需求。

多相电源、同步降压转换器与LPDDRX PMIC，实现更紧凑的方案尺寸，减少成本

AI算力单元和控制系统，需要小尺寸、低压大电流且能应对大动态负载变化的电源供应。

多相电源将多个功率器件并联输出，相比传统的单相方案，通过每相分摊供电负载，可支持更大电流的应用，同时实现更高的开关频率。每一相可以使用更小尺寸的电感和电容，适配机器人的小尺寸需求。多相电源可以根据负载大小，自动加减工作相数，可以确保转换效率在整个负载范围都保持高效率，此外，在负载快速变化的情况下，多相电源可以快速调整电流输出，实现更卓越的负载瞬态性能。

SC634X 四相双路同步降压转换器，采用 QFN 封装，支持 3-16V（有外置 VBIAS）或 4.5V-16V（无外置 VBIAS）的宽输入电压范围，每相可支持最高 4A 的连续电流和 5A 的峰值电流。该产品能支持最高 2MHz 的开关频率，让系统能使用更小的电感和电容，从而实现更加紧凑小巧的方案尺寸，减少成本；最小导通时间仅为 27.5ns，支持低占空比应用。

SC812C0是一款 30A同步降压转换器，支持最高 8 相并联，输入电压范围宽，外置 VBIAS 时为 3-16V，无外置 VBIAS 时为 4.5-16V。该芯片采用 COT 控制方式，在提供出色负载瞬态响应的同时，维持高输出效率；内置 PMBus，提供标准数字接口。此外，它采用 QFN5x4 封装，可出色适配高负载、高瞬态的应用场景。

SC630X是针对LPDDR4/5供电的PMIC芯片，支持最高28V输入，集成2路Buck和1路Load switch，包含上电时序控制、各种保护机制，采用COT控制方式，提供出色的负载瞬态响应，芯片采用QFN3X3的封装，给LPDDR供电提供紧凑的电源解决方案。

电池充放电管理系统，提供高效的CC/CV充电管理

机器人的电池管理系统需要满足多块电池充电，CC/CV内置充电，以及电池低待机功耗。

SHP8808 是一款80V Buck-boost 双向充放电控制器，内置MPPT算法，最高支持1KW以上的充电功率，效率高达98%+，可为机器人电池提供快速、高效的恒流/恒压（CC/CV）充电管理。通过外置驱动来实现对高Vth MOS 的兼容，完善的过压过流保护有效保障系统安全。同时可以通过SHP8808 的I2C 接口来配置充放电状态，内置的ADC 提供全面的电压电流监控，各种状态显示实时显示系统状态。

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为赋能机器人的规模化落地，南芯科技将持续深耕精进现有品类性能，同时开拓前沿产品品类。我们将聚焦于提供更加完整的模拟芯片解决方案，从根本上提升机器人的工作效率、持久行动能力与长期可靠性，推动机器人行业商业化进程。

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