【应用】龙腾半导体的高压SJ MOS和SGT MOS助力PD快充，优化开关速度，更易通过EMI测试
一、USB充电发展史
USB PD1.0是对之前USB BC技术的整合，2012年USB-IF发布USB PD 1.0快充协议。这是一种基于USB Type-A和USB Type-B接口的协议，由于线材等因素限制，充电功率较低，并没有得到广泛认可。
USB PD2.0规范的发布是基于Type-C接口实现的，VBUS电压可以在5V，9V，15V和20V之间切换。USB PD2.O规范奠定了现代USB PD技术的基础，具有划时代意义。2014 年 8 月，USB PD2.0 快充标准发布，不仅规定了 USB Type-C 接口为唯一的标准接口，而且还赋予了这个接口更多的功能，比如充电、数据传输、音频传输等。在充电方面 USB PD2.0 定义了支持 5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A 输出，最大充电功率达到 100W。
2015 年 11 月，USB PD 进入到了 PD3.0 快充时代。USB PD3.0 相对于 USB PD2.0 的变化主要有三方面：增加了对设备内置电池特性更为详细的描述;增加了通过PD通信进行设备软硬件版本识别和软件更新的功能，以及增加了数字证书及数字签名功能。2017 年 2 月，USB PD 迎来“小修补”的重大更新，USB PD3.0 PPS 发布，在 PD3.0 标准的基础上增加了可编程电源功能(PPS)。
USB PD 3.1 是由 USB-IF 协会于 2021 年推出的快充协议标准，它是在 USB PD 3.0 的基础上进一步扩展了功率范围。在 USB PD 3.1 规范中，原来的 USB PD3.0 内容被归到标准功率范围(SPR)里面，最大功率保持 100W 不变;同时增加了扩展功率范围(EPR)，最大功率由 100W 扩展到 240W。在 EPR 中，新增了多种固定电压档和可调电压档，以满足不同设备的充电需求。
二、市场分析
5G的发展赋予智能终端日趋多元的功能和应用场景，但也使其耗电量攀升。大功率、小体积、高性能已经成为消费类电源产品的主要发展趋势，PD3.1标准进一步推动了PD快充标准的通用性，促使快充技术逐步覆盖手机、平板电脑、笔记本电脑、显示器、新能源汽车、电动工具、IoT设备等领域。需求增长促进市场规模增长，数据统计，2020年全球快充市场规模为500亿元，同比增长15.21%，2022年有线充电器市场快充渗透率已达95%。预计2023年快充市场规模为1000亿元，CACR达28%。
三、产品应用及优势
PD充电器QR反激拓扑(<75W)
QR反激+次级同步整流拓扑，初级MOS要求开关的速度是适中，EMI特性好，次级MOS需低FOM值，Vth值低。
PD充电器PFC+LLC拓扑(>75W)
PFC+LLC拓扑，第一级PFC电路，要求内阻小，电路启动时，冲击电流较大，要求MOSFET有较强的EAS能力;后级LLC谐振电路，要求MOSFET的Body Diode具有较强的di/dt能力，较小的Qrr。次级的次级MOS需低FOM值，Vth值低。
PD快充市场应用，龙腾半导体的高压SJ MOS，其产品优势：
1.针对QR反激拓扑，优化开关速度，更容易通过EMI测试;
2.针对LLC拓扑，优化体二极管，增强di/dt能力，降低Qrr和驱动干扰;
3.优化Qg和Coss/Ciss比值，降低驱动损耗，提升驱动抗干扰能力;
4.优化EAS，增强抗雪崩能力。
PD快充市场应用，龙腾半导体的SGT MOS，其产品优势：
1.优化Qg和Vth，低开启电压可匹配大多数同步整流芯片;
2.优化Coss和Rdson，更大程度的降低开关损耗和导通损耗，降低温升。
以上优点，使得龙腾产品在PD快充上的应用简单。
65W PD充电头高压MOS对比测试
四、龙腾PD快充MOSFET选型表
注：以上信息与数据出自龙腾半导体市场部，转载请注明出处。
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产品型号
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品类
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Polarity
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V(BR)DSS(V)
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Id(A)
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Pd(W)
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VGS(V)
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IDM(A)
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Typ RDS(on)(mΩ)@VGS=4.5V
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Max RDS(on)(mΩ)@VGS=4.5V
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RC2312
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MOSFET
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N
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20V
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7A
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0.35W
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±8.0V
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20A
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15mΩ
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25mΩ
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