上海贝岭“功率器件＆电源IC”在PD快充中的应用

时间： 2024-10-21 来源：上海贝岭公众号

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USB-PD，英文全称为USB Power Delivery，是USB的标准化组织USB-IF推出的一个快速充电的标准。经过近7年时间的发展与更新，如今的USB PD快充协议已经由最初的1.0版本、2.0版本、3.0版本发展到PPS(Programmable Power Supply)，现在又推出了最新的3.1版本。目前为止，我们现有的使用消费类产品大部分停留在USB-PD 3.0的时代。

接口方面，当下USB-C即type C接口以其正反插即可、可通大电流的同时还能实现数据传输的优势稳居市场占有量最大。

从2010年到2021年，快充技术整体上基本经历了4次大的变更，功率从7.5W到最大可实现240W的功率等级。

快充技术方案概述

传统的手机充电器采用的是PSR反激电路，这种充电器的电路是最早研发被采用的，目前市场上15W以下的充电器大多也采用这种方案，相对于SSR来讲，PSR反激电路主要有以下优缺点：

优点：PSR 省掉了光耦、431 及它们周边元件，所以体积可以做得更小，价格更便宜；

缺点：PSR采用原边辅助绕组作为采样电压，由于变压器工艺、输出二极管的一致性、输出寄生电阻等因素，导致 PSR 输出精度较低，一般只用在小功率电源上（15W 以内）。

PSR反激电路

相对来讲，SSR电路较PSR电路要复杂一点，主要优缺点如下：

优点：由于采用的是副边反馈，所以反馈的速度比较快，精度更准确，使得电路的稳定性更高，动态响应速度更快，输出电压电流精度高，可应用的领域更多；

缺点：由于反馈控制要更快更精准，采用了光耦和431,使得电路板上元器件的成本增加。

SSR反激电路

现在的手机充电器电路方案：SSR反激电路+协议输出可调组成的电路。下图为目前市场上流通的带有协议的充电器采用的方案，也是目前市场上采用量最大的方案，输出功率从18W-120W不等；目前最新的充电器功率240W,后续也将大批量投入市场。

优点：输出功率随着手机和充电器的协议可以进行调节，而且输出稳定，采用MOS管用来同步整流大大减小了整流时的损耗，输出VBUS MOS管可及时对输出进行保护和调节，安全性高；

缺点：元器件多，成本高。

SSR反激电路+协议组合电路

现状较少但是未来有一定发展趋势的手机充电器电路方案：PFC+SSR反激电路+协议输出可调组成的电路。图中这种方案目前市场上流通量较少，但必定是未来发展趋势，这种手机充电器的功率一般是≥100W时才会采用这样的方案，后续随着充电器功能功率不断加大，这种方案采用的会更多。

优点：增加了PFC电路，使功率因数增大，在同等方案下充电器功率可以做得更大。

缺点：元器件多，成本高。

PFC+SSR反激电路+协议组合电路

贝岭功率器件在PD应用的产品推荐

3.1手机充电器对功率MOSFET技术需求1

手机充电器中，PFC和初级开关管有如下技术需求：

高击穿电压：保证开关MOS能够不被击穿；

低内阻：导通状态下产生的功率小，发热少；

低开关损耗：使开关导致的损耗降低，发热减少；

低热阻：正常工作时发热量小；

低di/dt和dv/dt：开关状态下产生震荡以及杂波小，产生较小的电磁干扰。

贝岭型号推荐：

3.2手机充电器对功率MOSFET技术需求2

手机充电器中整流开关管和VBUS开关管技术需求如下：

高击穿电压：保证开关MOS能够不被击穿；

低内阻：导通状态下产生的功率小，发热少；

低热阻：正常工作时发热量小；

高雪崩耐量：发生异常短路情况时会产生较大的电压电流尖峰，高雪崩耐量可使MOS管不被击穿；

短路电流能力强：短路瞬间会产生较大电流，MOS管需要有承受较大电流的能力。

贝岭型号推荐：

贝岭电源IC器件在PD应用的产品推荐

ME8138: 高性能电流模式 GaN驱动控制器

应用场合：

应用于PD快充、适配器、充电器、开放式电源

ME8138亮点

➢内置650V 800mΩ氮化镓

➢超宽VDD供电范围9.6V-80V

➢待机功耗<75mW

➢软启动自适应软驱动

➢频率抖动和峰值电流抖动

➢轻载打嗝模式及噪音优化

➢前沿消隐

➢内置斜坡补偿

➢OCP、OLP、UVLO、VDD-OVP、OTP、LEB、CS-SCB等

➢SOP8封装

ME8131: 高性能电流模式PWM驱动控制器

应用场合：

应用于PD快充、适配器、充电器、开放式电源

ME8131亮点

➢低启动电流,待机功耗<75mW

➢超宽VDD供电范围 9.6V-80V

➢恒功率控制

➢软启动、自适应软驱动功能

➢频率抖动和峰值电流抖动

➢轻载打嗝模式及噪音优化

➢前沿消隐

➢内置斜坡补偿

➢OCP、UVLO、VCC-OVP、OTP、LEB、CS-SCB等

ME8128: 高性能离线QR GaN反激变换器

应用场合：

应用于PD快充电源、适配器等反激式开关电源

ME8128亮点

➢合封 480mΩ/650V 氮化镓

➢准谐振QR模式

➢最高支持170KHz工作频率

➢软启动、低启动电流和静态工作电流

➢频率抖动和峰值电流抖动

➢轻载打嗝模式及噪音优化

➢OCP、OLP、UVLO、VCC OVP、OTP、LEB、CS-SCB、输入过欠压自恢复保护Brown out等

➢ESOP8、DFN8L (5*6*0.85-1.27)封装

ME841X:同步整流控制器 & 转换器

应用场合：

应用于PD快充电源、充电器、适配器等反激式开关电源

ME841X亮点

➢外推MOS和内置80V/ 100 MOS

➢支持反激应用低待机功耗

➢兼容CCM\DCM\ QR\CrCM工作模式

➢驱动电压动态调整控制

➢集成150V高压检测和高压供电

➢<30ns关断延时

➢欠压保护等功能

➢支持High Side和Low Side配置

➢SOT23-6 SOP8封装

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2020/12/9 - 杜因特 - 选型指南代理服务技术支持采购服务

GOFORD（谷峰）成立于2000年，20年来一直在半导体领域耕耘。是国内较早开始设计功率MOSFET的设计公司之一。在香港、深圳、无锡设立公司，并在美国、欧洲、俄罗斯和东南亚等20多个国家设有代表处、代理处。全球布局研发和销售网络。高可靠性和技术创新是GOFORD核心。

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虹美功率半导体特色产品介绍

描述- 深圳市虹美功率半导体有限公司介绍其特色功率半导体产品，涵盖MOS管、IGBT、SiC MOS管、SiC二极管、GaN FET等，包括储能SGT MOS、光伏储能IGBT单管、BMS/电动车SGT MOS、USB PD快充同步整流&VBUS开关SGT MOS、USB PD快充GaN FET、USB PD快充高压超结MOS、电动工具驱动板/保护板大电流MOS、高速风筒/风扇市场专用MOS高压平面MOS、高压超结MOS、800V高压超结MOS、贴片小封装高压平面MOS、超高压平面MOS、高压PMOS、全桥驱动MOS、半桥驱动MOS、双N/双P/N+P中压大电流MOS、TWS蓝牙耳机&智能穿戴超轻薄/超微小封装MOS管、超轻薄低压MOS等。产品广泛应用于储能、光伏、电动车、USB PD快充、电动工具、智能穿戴等领域。

型号- HMS330N10,HMS11N70K,HM01N100PR,HMS320N04D,HM35SDN03D,HM4616D,HM3400KR,HM603K,HMS310N85,HMS85N15DA,HMS11N70Q,HMS135N10,HM4616A,HM3N40R,HMS320N04G,HM2818D,HMG20N65F,HM1N50MR,HMS60N10DA,HMG20N65D,HMS150N04D,HMF50N50K,HMC8N120,HM4615Q,HMS100N20,HMG75N65FT,HM12N65D,HM2302BSR,HM30SDN02D,HM2819D,HM06DP10Q,HMS100N15,HM4889,HM35DN03D,HMG40N65FT,HM4616Q,HMC5N120,HM3N40PR,HMC10N65,HMS70N10DA,BSS138KR,HM605K,HMS150N06D,HMS10N80F,HMC20N120D,HMS160N10D,HM10DP06Q,HM3N30R,HM4618D,HMN17N65D,HMG160N65FT3,HMS190N04D,HM2301BWKR,HMS15N70Q,HM100N03KA,HMS10N80K,HM05P35MR,HM10DP06D,HMC4N65,HMC2N120K,HMN17N65Q,HM2N50R,HMS15N70K,HMS30DN08D,HM4N10D,HMS135N85K,HMS4264,HM11P20,HMS135N85G,HMS75N12DA,HMS4260,HMS5N90R2,HMS18N10Q,HMS200N03D,HM2809D,HMC6N65K,HM1P20,HMS35N06D,HMO8SDN10Q,HM4618Q,HMS18N10D,HMS100N20D,HMC6N65Q,HM1P15MR,HMS35N06DQ,HMC15N65,HM2N25MR,HM607K,HMS5N80F,HMS4354,HM3N150F,HM3N150A,HMS80N25,HMS5N80K,HM2301BSR,HMS5N80,HMS5N80I,HMS120N10G,HMS260N10D,HMS320N04,HMS120N10D,HMS120N10K,HMS20N80,HMS60N06D,HMS5N80R,HMN10N65D,HMS10N15D,HMS160N10,HM40N120AT,HMC5N120K,HMC4N65K,HMS80N06D,HMS85N04D,HM2P15R,HMS4488,HM3N30PR,HM10SDN06D,HMG40N65AT,HMS80N10,HMS25N10QA,HMC20N65D,HMS4240,HMS60N06Q,HMN10N65Q,HM3N100,HM25P15K,HMS80N85K,HMC20N65,HM20SDN04Q,HM10SDN06Q,HMS80N85G,HM2N65R,HM4640D,HMS15N65K,HMG75N65AT,HMS15N65Q,HMC10N65Q,HM10N65D,HMS40N10D,HMS4454,HM609K,HMC8N65,HMS85N10,HMS80N85D,HMS125N10D,HMS40N10Q,HMS5N90R,HM40DN04K,HM3800D,BSS84SR,HM2302BWKR,HMS60N08D,HMS120N10,HMS11N65Q,HM2301KR,HM5N50K,HM2N65PR,HM6P15K,HM4P20K,HM7002KDW,HM5N50R,HM02P30R,HMS100N10DA,HM0565MR,HM4884Q,HMS310N85LL,HMS15N80,HM25N50D,HM3N120,HMS150N03D,HMC2N120,HMS330N06,HMC10N65K,HM4630D,HMS330N06D,HM3N20PR,HM02P30PR,HMS11N65K,HM09P12D,HM4620D,HM10DN06D,HMS110N10DA,HMS10DN08Q,HM1N70PR,HM10DN06Q,HMS25N10DA,HMS5N70R2,HMC2N65,HM5P15D,HM2302BKR,HMS320N04LL,HM08DN10D,HMS10N80,HM2810D,HMS4438,HM25SDN03Q,B5584DW,HMN9N65Q,HMS135N85,HM2302KR,HM4P10D,HMN9N65D,HMN11N65D,HM2N50PR,HM4489,HM2302BJR,HM75N120FT3,HM3N25R,HMS4444A,HM4922,HM4923,HM40N120FT,HM4920,HM3400DR,HM4926,HM4924,HMC15N65D,HMS310N85D,HMS4444B,HM4N60R,HM2310DR,HMS260N10LL,HMS65N15DA,HM4622A,HMS20N80T,HMS135N10K,HMS20N25D,HM13N50D,HM4622D,HMS45N04Q,HM3N100F,HM18DP03Q,BSS138SR,HM3N100D,HM8N100A,HMS80N25D,HM07DP10D,HMS20N80D,HM3DN10D,HMS100N15D,HM3N150,HM18DP03D,HMS20N80F,HM8N100F,HMS5N70R,HM18SDN04D,HM2800D,HMC8N65K,HM20DN04Q,HMC8N120K,HMC8N65Q,HM3N20MR,HM30N135FT,HMS100N85,HM2300DR,HMS80N10DA,HM5N30R,BS584KR,HM4611D,HM1N60R,HM18DP02Q,HMN5N65Q,HMS260N10,HM20DN04D,HMS50N12DA,HM4622Q,HMS100N04D,HM30DN02D,HM6604BWKR,HMS135N10G,HM40SDN02Q,HMG20N65,HMS135N10D,HMC15N65T2,HMC20N120T2,HMS120N85K,HM4P15Q,HM4611Q,HM2309DR,HMS80N10K,HM4N65R,HM16P12D,HMS80N10G,HMG50N65FT,HM2301BJR,HMS135N85D,BSS138DW,HMS15N80F,HM2301DR,HMC6N65,HMS15N80D,HMS100N85D,HMS100N85G,HMS65N03Q,HMS100N85K,HM1N60PR,HM610K,HM2319D,HMS5N65R,HM10SDN10D,HMS80N10D,HMS7N80F,HM1N70R,HMS7N80K,HM2P15PR,HMS7N80I,HM7002KR,HMS120N85D,HMS135N04D,HMS5N65R2,HM08SDN10Q,HMS120N85G,HM2803D,HMS120N85,HMC2N65K,HM50N06AKA,HM3801DR,HMS65N04Q,HMS10DN10Q,HMS13N65K,HMS200N06DA,HMS4296,HMS80N85,HMS4294,HM2P20D,HM2318D,HMS5N80R2,HM3N120F,HMS4290,HMS7N80,HM12DP04D,HM3N120A,HM2N70R,HM11P20D,HMS85N10K,HMS330N10LL,HMS85N10G,HM2302DR,HMS13N65Q,HM2P20Q,HM12DP04Q,HMS20N20D,HMS135N03D,HMS85N10D,HMS80N12DA,HM4615D,HM20DN06KA,HM2305D,HM80N03KA,HMC20N120,HMS330N06LL,HMS50N03Q,HMS50N10DA,HMS330N10D,HM5N30PR,HM2301BKR,HM3401DR,HMS120N03D,HMC20N65T2

20230219 - 虹美功率半导体 - 商品及供应商介绍 - 20230219版代理服务技术支持采购服务

CS25N50A N沟道增强型功率MOSFET

描述- 本资料介绍了CS25N50A型N通道增强模式功率MOSFET的特性。该器件具有快速开关、低导通电阻和低栅极电荷等特点，适用于适配器和充电器电源电路。

型号- CS25N50A8,CS25N50A6,CS25N50A

2023/5/30 - 凌讯微电子 - 数据手册 - Rev:01 代理服务技术支持采购服务

锐骏半导体（Ruichips）应用于充电器的MOSFET选型指南

目录- 充电器概述充电器基本原理 MOSFET选型

型号- RUH6088M,RU60E16L,RU6085H,RUH4080M,RU4022H,RU3018M2,RU60E16R,RU3020H,RUH1H80M,RU4030M2,RU3012M4

2022/2/23 - 锐骏半导体 - 选型指南代理服务技术支持采购服务

AM07N65 MOSFET 650V 7A N沟道增强型功率MOSFET

描述- AM07N65是一款650V 7A N-Channel增强型功率MOSFET，适用于适配器和充电器的电源开关电路。该产品具有快速开关、低导通电阻和低栅极电荷等特点。

型号- AM07N65,AM07N65S3VR,AM07N65DR,AM07N65T3VR,AM07N65S3R,AM07N65T3R,AM07N65S2R,AM07N65S2VR,AM07N65DVR,AM07N65T3FU,AM07N65PJ8R,AM07N65DTD3U,AM07N65D3VU,AM07N65T3FVU

JUN 2024 - AIT - 数据手册 - REV1.0 代理服务技术支持采购服务

CRMICRO推出一系列可靠、高效的高压及低压MOSFET，满足智能手机和平板电脑等充电器的需求

为满足当下智能手机和平板电脑等充电器的需求，CRMICRO推出了一系列可靠、高效的高压及低压MOSFET。多种封装形式如DFN8*8、DFN5*6等可满足终端应用小尺寸外形的需求。

2024-07-12 - 器件选型代理服务技术支持采购服务

SemiHow(芯美浩)MOS/IGBT/TRIAC/ SCR 选型指南

目录- SemiHow Introduction SemiHow Product Road Map SJ MOS Line up List SJ MOS Performance SJ MOS Application SJ MOS Cross Reference SJ MOS Ordering Rule LV MOS Line up List Low Voltage Shield Gate Trench(SGT) LV MOS Application LV MOS Cross Reference LV MOS Ordering Rule IGBT Line up List Advantage of SemiHow’s IGBT IGBT Application IGBT Cross Reference IGBT Ordering Rule TRIAC Line up List SCR Line up List

型号- HIA50N65H-JA,HIA20N140IH-DB,HRLO53N06,HCP65R320,HCS70R230S,HCFL65R210,HIA40N120T-DA,SEMIHOW T2,HCFL70R360,HCS70R600ST,HCS90R1K4,HCS70R360ST,HCA65R045F,HCA65R130F,HIA30N65T-SA,HCFL60R190,HRLD132N06,HIA50N65IH,HCA60R070F,HCU80R1K2,HCU80R1K4,HCP65R210,HCA80R250,HCAXXRXXX,HCD80R1K4,HCS60R150FS,HCD70R360,HCD80R1K2,HCS65R210FS,HCW60R150,HRLO132N06,HRLPI32N06,HCS65R130S,HCS70R600S,HCD70R910,HCW80R850,HRLF42N06,HCP60R190,HCS65R1K0S,HCS65RI30FS,HCFL70R230,HCS80R250S,HIA30N140IH-DA,HCA65R078,HRLXXXXNXXXXXX,HTWXXAXX,HSDXXXX,HCS80R250,HCW80R380,HCA60R150,SEMIHOW S3-SERIES,HCS65R110S,HCWXXRXXX,HCS70R710S,HCS80R850ST,HCS65R450ST,HTHIXXAXX,HCP80R850,HCS80R380ST,HCS60R115S,HRXXXXNXXXXXX,HCA65R165,HCI70R360,HCA65R045,HCU70R910,HIXXXXNXXX-XXXX,HCFL60R290,HIA20N120T-DA,HSHIXXXX,HCU65R450,HCA60R190F,HCS60R115FST,HRLD42N06,HCS70R710ST,HIA30NI20T-DA,HCD60R750,HTUXXAXX,HCS70R180S,HCS60R290W,HCXXXRXXXXXXX,HCA60R040,HCS65R2K7,HCU70R360,HRLD7XN10,HCS60R290S,HIA50N65IH-JA,HCD80R670,HRLD53N06,SEMIHOW S3,HCS80RIK2ST,MCEXXXX,HCA65R165F,HCP60R099,HCI70R230,HIA75N65H-SA,HCS60R580S,HCS60R350S,SEMIHOW T2-SERIES,HCS80R1K4S,HCU80R850,HCS65R380ST,HCD80R850,HCS60R580W,HIA50N65T-SA,HCS60R350W,HCP80R670,HCF65R320,HCI60R190,HCS65R1K0ST,HCS60R150FST,HCTXXRXXX,HCS60R580FST,HCT70R1K6,HIH30N140IH-DB,HRLD69N08,HCP65R130,HCS65R830S,HCT70R1K1,HCD65R550,HCS70R360S,HCW80R250,HCW60R190,HCS65R450S,HRLP69N08,HIA50NI20T-DA,HTAIXXAXX,HCS60R580ST,HCD60R580,HCS65R210ST,HIA50N65T,HCS70R1K6,HCS65R550ST,HRLF7XN10,HCSXXRXXX,HCFL80R380,HIA75N65IH-SA,HRP69N08,HRD69N08,HCS60R190W,HCU65R1K0,HCD65R320,HCS60R190S,HCFL65R550,HCS65R550S,HTSXXAXX,HCI80R250,HCS80R1K2S,HCFL70R180,HIA20N65T-SA,HCS70R1K1S,HCS65R320S,HCI70R600,HCU70R710,HSCXXXX,HRLO42N06,HCD70R420,HRLO69N08,HCI60R290,HCW65R130F,HCS80R1K2ST,HRLF72N06,HCS60R190FST,HSUXXXX,HCS60R290ST,HCP65R110,HCD65R450,HRL053N06,HIS10N65T-SA,HCA60R115,HCF65R550,HCW60R290,HTAXXAXX,HCS60R099,HCS65R210S,HCP55R130,HCU70R600,HIA75N65T-SA,HCS60R350ST,HRF7XN10,HIA50N65H,HCS80R850S,HRLFS132N06,HCA65R130,HSPIXXXX,HRLFS53N06,HCD65R2K2,HCP65R165,HCUXXRXXX,HCS60R750S,HCS60R115ST,HTKXXAXX,HCS60R580FS,HCA60R099,HCS70R420S,HCDXXRXXX,HCFL60R115,HCS70R910S,HSTXXXX,HCD80R380,HIA50N65IH-SA,HCD70R1K6,HCS60R2K4,HCD65R2K7,MCKXXXX,HCD60R490,HCFL60R350,HCD70R1K1,HIA30N120T-DA,HCS60R260S,HCT80R850,HCP60R115,HCFL80R250,HRLFSI32N06,HCFLXXRXXX,HCS65R830ST,HCI60R150,HSPXXXX,HIA50N65H-SA,HID10N65T-SA,MCRXXXX,HIH30N1401H-DB,HCS60R490S,HCF70R600,HTTXXAXX,HCS80R670S,HRP32N06,HCS60R900S,HRP32N05,HCD60R260,HRO69N08,HCA65R110,HCP60R350,HCS65R165FS,HCD65R1K0,HCU60R260,HIDI0N65T-SA,HCD65R640,HCIXXRXXX,HCI80R850,HCD90R1K4,HISI0N65T-SA,HCS65R320ST,HCD60R900,HCS80R1K4ST,HIA50N120T-DA,HCS60R190ST,HCS70R910ST,HTBXXAXX,HCD60R350,HCP65R380,HIA50N65,HCA60R040F,HCS65R130FS,HCD70R180,HCS70R230ST,HTPIXXAXX,HCS90R1K4S,HRLP53N06,HRLF132N06,HCPXXRXXX,HCS80R1K4,HCW80R670,HCS60R900ST,HCW65R380,HRLP42N06,HCU70R1K6,HCA65R210F,HCS65R110,HCA65R210,HCD60R580F,HCS60R260ST,HCS60R099ST,HCA60R290,HCU65R380,HSSXXXX,HCSXXRXXXW,HCS60R490ST,HCS60R099S,HCT70R910,HRLFS72N06,HCSXXRXXXS,HRLO72N06,HCSXXRXXXST,HTPXXAXX,HCD65R380,HCF70R910,HCS65R165S1,HCFL65R130,HRLP72N06,HCA70R180,HCA60R115F,HIA50N65T-JA,HCW65R210,HCF70R360,HIA40NI20T-DA,HCFL60R150,HCS80R380S,HCD70R600,HCS60R115FS,HCD60R290,HRLP7XN10,HCA70RI80,HIA30N65H-SA,HCD65R830,HCS65R380W,HRD7XN10,HCS60R190FS,HCS65R640S,HCS65R380S,HRF69N08,HTCXXAXX,HCW60R350,HRP7XN10,HRLD72N06,HCW65R320,HCP60R150,HSAXXXX,HIAI0N120T-DA,HCD70R710,HCP80R380,HCU60R580,HCS60R150S,HCA60R070,HCA60R190,HCS70R420S1,HCS65R130ST,HCS70R180ST,HSWXXXX,HCS65R1305,HCA65RI10F,HSAIXXXX,HCS60R150ST,HCU80R670,HCU90R1K4,HCS60R099FST,HCS65R640ST,HRLF53N06,HCD70R380,HRLDI32N06,HRLP32N06,HRO7XN10,HCFL65R380,HCO70R600,HRLF69N08,HCS65R165S,HCT90R1K4,HRLP132N06,HTDXXAXX,HIA10N120T-DA,HRLO7XN10,HCU60R350

2023/3/31 - SEMIHOW - 选型指南代理服务技术支持采购服务