【应用】如何应用SiC MOS管实现更高效的手机快充

时间： 2019-07-16 来源：世强作者：zyliuliu

技术问答

“充电五分钟，通话两小时”的广告深入人心，随着手机电池容量的不断提升，大功率且高效的快速充电技术成为手机必备。在手机电池技术没有突破性进展之前，尽量缩短充电时间是实现快速充电最为可行的方法。

目前典型的手机充电器电路拓扑为反激电源，如图1所示：

图1：手机充电器电路拓扑

上图中可以看到，在反激电源中，AC220V经过整流桥、滤波电容后，得到稳定的直流电。反激控制器输出PWM控制MOSFET的通断，将能量通过反激变压器传输到次级侧，经二极管整流后得到低压直流电。

要想提高充电速率，那么必须提高充电的功率，而功率（W）=电流X电压。目前主流做法是提高充电器输出电压，从5V升压至9V或12V，新QC2.0的标准快速充电器的额定功率为15W，比过去常规5V USB充电器一下提升2~3倍。在功率提高的同时，如果继续采用常规的Si MOS，那么在MOSFET上的功率损耗也将至少增加2~3倍。

为了提高效率并减小充电器的体积，我们需要采用新型功率器件SiC MOSFET，提高开关频率、降低开关损耗，同时减小变压器、电容等无源器件的体积。国际知名的SiC产品制造商WOLFSPEED公司推出了一款900V/280mΩ的SiC MOSFET，型号为C3M0280090D，其在Tc=25℃时，额定电流可达11.5A，同时它的栅极电荷Qg为9.5nC，仅相当于同规格的Si MOSFET的十分之一。图2为C3M0280090D的开关损耗随电流变化曲线。

图2：C3M0280090D的开关损耗随电流变化曲线

由图2可以看出，在直流母线电压为400V，驱动电阻2.5Ω，驱动电压为-4V/+15V时，C3M0280090D在电流为6A时开关损耗仅为40uJ左右，这将极大的降低开关管的功率损耗，同时也可以将开关频率提高到400kHz，减小无源器件的体积。

C3M0280090D的主要特性为：

• 阻断电压高达900V

• 导通阻抗仅为280mΩ

• 栅极电荷Qg低至9.5nC

• 开关频率高达400kHz

• 可以获得更高的效率并减小发热量

• 提高功率密度，减小整机体积

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美浦森半导体超结MOSFET/高压MOSFET/VD MOSFET/碳化硅二极管/碳化硅MOSFET选型表

目录- SJ MOSFET HV MOSFET VD MOSFET SIC Diode SIC MOSFET

型号- SLF8N60C,SLF12N70S,SLF16N60S,MSD02120G1,SLFT0R360S3,SLD80N04T,MSH080120M1,MSP540S,SLP300N10T,MSH16120G1,SLB130N10G,SLF8N60S,MSNP06065G1,SLF60R099E7,SLF60R180E7D,SLF80R380SJ,SLH60R070E7,SLD100N03T,SLD70R310S3,SLD5N50S2,SLF10N70S,SLM100N03T,SLF65R380E7,SLD70R600S3,SLS30L03T,SLF10N65C,SLF10N65A,SLD2N65S,SLF80R240SJ,SLD65R280E7,SLF14N60S,SLN30N03T,SLF18N50S,SLF12N65S,SLF3101,MSH060065M1,SLF70R500S3,SLF10N65S,SLN40N04G,SLM65R380E7,SLF18N50A,SLF18N50C,SLF12N65C,SLF12N65A,SLW24N50C,MSNP08065G1,SLW9N90C,SLD20N06T,SLF16N50S,SLF70R360S3,SLD80N06T,MS2H20120G1,MSD05120G1,SLF65R565SS,MSD02065G1,SLF20N60S,SLF5N60S,MS2TH60065G1,SLF16N50C,SLF60R380E7,SLD60N04T,MSP08065G1,SLD20N10T,SLP150N06T,MSH20120G1,SLP80N08T,SLF5N60C,SLF18N60S,MSP02065G1,SLF70R310S3,SLF60R070E7,MSK040120M1,SLFT0R600S3,SLL65R170E7,MS2H32120G1,MSK060065M1,MSM06065G1,SLD80R500SJ,SLD840U,MSP04065G1,MS2H40120G1,MSD10120G1,MSF10120G1,SLP32N20C,SLD50N06T,SLF20N50S,SLF18N65S,SLD65R565SS,MSP20065G1,SLD65R380E7,SLF20N50A,SLD70R500S3,SLF20N50C,SLP150N04T,SLF2N60S,SLW60R099E7,SLF8N65C,SLM80N10G,SLP3103,SLF65R280E7,SLF7N70S,MSD06065G1,SLF8N65S,MS2H40065G1,SLF70R600S3,MSP10120G1,MSP06065G1,SLD840UZ,SLD70R360S3,SLP3205T,SLP3710T,SLF5N65C,SLF10N60C,SLF730S,SLP50N06T,MS2H32065G1,SLF14N65S,SLM90N06G,MSP10065G1,SLM180N04G,MSP16065G1,SLF10N60S,MSK025120M1,SLF12N60C,SLF840C,SLF65R170E7,SLD90N02T,MSNP10065G1,MSK080120M1,SLH65R070E7,SLF16N65S,SLF13N50C,SLD5N50S,SLF20N65S,SLF13N50A,MSD04065G1,SLF60R280E7,SLB120N08G,SLD80N03T,SLP150N03T,SLD80R850SJ,SLF5N65S,SLD80R600SJ,SLF13N50S,SLM20L10T,SLF7N80C,SLD150N03T,SLM60N10G

选型指南 - 美浦森 - REV.01 - 2021 PDF 英文下载

ROHM（罗姆）一次电源元器件选型指南（中文）

目录- 一次电源综合解决方案一次电源产品矩阵 AC/DC转换器产品开发方针各类电源方式的产品概要各类产品的特点和产品阵容第3代沟槽结构SiC MOSFET 第3代SiC肖特基势垒二极管第2代超级结MOSFET(600V、650V) 第4代快速恢复二极管RFS/RFL系列第3代快速恢复二极管RFNL7RFV系列齐纳二极管分流电阻器高可靠性电阻器

型号- BD7673AG,BD768XFJ,UDZGVTE-1713B,RFV12TG6S,BM2P141W,R6009JND3,BM1P105FJ,BM2P141X,KN 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