【应用】上海贝岭为USB-PD提供高性能驱动IC和MOSFET解决方案，帮助客户节省开发周期

时间： 2022-09-29 来源：上海贝岭公众号

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前级高压MOSFET,后级同步整流控制IC,前级驱动IC,后级同步整流MOSFET

智能化便携式电子设备诸如智能手机、笔记本电脑、平板电脑等的不断更新换代，功能越来越丰富，随之带来了耗电量急剧上升的挑战。然而，在现有电池能量密度还未取得突破性进展的背景下，人们开始探索更快的电量补给，以高效充电来压缩充电时间，降低充电的时间成本，从而换取设备的便携性，提升用户体验。

目前，USB-PD是最为主流的快充技术。该技术标准具有18W、20W、35W、65W和140W等多种功率规格，以及5V、9V、12V和20V等多种电压输出。灵活的电压电流输出配置让各种电子设备都能通过一条USB-TYPE C线缆满足充电需求。以某款65W单口手机充电器为例，主要包括输入整流滤波、控制和反馈、初级开关、输出同步整流，输出滤波等四个部分组成，每个部分的详细组成如图1所示。

图1 65W单口充电器内部结构图

USB-PD充电器工作原理

以某款手机的USB-PD充电器为例，其电路原理图如图2所示。正常情况下，充电器通过接入市电，经过共模电感滤波以及整流桥整流后形成直流电，再经过主控IC和变压器，电压加在主开关管上，主控制芯片工作后开始驱动开关MOS管进行高频开关，当主开关管开通时，母线上的电流对变压器原边储存能量，当主开关管关断时，变压器原边开始对副边进行释放能量。同步整流IC产生MOSFET的驱动电平与变压器的正弦波电压同步变化，当输出电压正相时，同步整流MOSFET驱动电压为高电平，同步整流管开通，减小电流流经体二极管输出的损耗；当变压器副边电压反相时，同步整流MOSFET驱动电压为低电平，MOSFET体二极管使反向电压截止。此外，通过和基准比较，协议芯片与手机连接后控制光耦反馈，进一步控制主控芯片产生的PWM来控制输出电压和电流，达到向次级传递能量并变换电压的效果。

图2 手机充电器电路原理图

上海贝岭为USB-PD应用提供的产品解决方案

前级驱动IC产品方案

针对手机、笔记本电脑和平板电脑等设备充电器产品，上海贝岭可以提供初级测驱动主控IC（南京微盟系列产品），产品如下表1所示。

表1 初级测驱动主控IC选型表

以上产品待机功耗均达到六级能效之要求，其中8210采用QR控制方式，频率提高到200kHz, 8224采用PWM控制方式，VCC提高到80V OVP，省去了客户需要加二次稳压电路的复杂应用，节约了成本。8250更是采用了有源钳位的新式控制架构，国内同类产品鲜见！

前级高压MOSFET产品

前级主开关管是整个电路中最重要的高压开关，上海贝岭在这一应用上有多种产品可供选择，产品性能优异，可选型的产品列表如表2所示：

表2 前级高压MOSFET产品选型表

后级同步整流控制IC

上海贝岭提供的性能优异的同步整流控制IC产品主要参数信息如表3所示。

表3 同步整流控制IC产品应用选型表

后级同步整流MOSFET

上海贝岭目前已开发出了性能优异的SGT MOSFET产品，产品主要参数信息如表4所示。

表4 USB-PD应用同步整流MOSFET应用选型表

上海贝岭为USB-PD应用提供了全方位的半导体器件解决方案，涵盖了前级驱动IC、高压MOSFET、后级同步整流控制IC和同步整流MOSFET等关键元件。同时，上海贝岭还具有完善的应用技术支持能力，可以为客户提供相关的系统设计推荐，帮助客户工程师节省开发周期。此外，上海贝岭具有严格的品质把关，所有产品在发布之前均按照JEDEC标准进行了严格的认证测试，满足工业级产品可靠性标准要求。上海贝岭将始终坚持在电源产品和功率器件领域中不断探索，全心全力为客户打造满足要求的优异产品。

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csfeeling Lv8. 研究员 2022-10-05

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