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產品資訊 | SJ MOS 在PD快充上的應用

發布時間:2023-09-01 18:34:40 閱覽次數:405 來源:


一、USB充電發展史


USB PD1.0是對之前USB BC技術的整合,2012年USB-IF發布USB PD 1.0快充協議。這是一種基于USB Type-A和USB Type-B接口的協議,由于線材等因素限制,充電功率較低,并沒有得到廣泛認可。

USB PD2.0規范的發布是基于Type-C接口實現的,VBUS電壓可以在5V,9V,15V和20V之間切換。USB PD2.O規范奠定了現代USB PD技術的基礎,具有劃時代意義。2014 年 8 月,USB PD2.0 快充標準發布,不僅規定了 USB Type-C 接口為唯一的標準接口,而且還賦予了這個接口更多的功能,比如充電、數據傳輸、音頻傳輸等。在充電方面 USB PD2.0 定義了支持 5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A 輸出,最大充電功率達到 100W。

2015 年 11 月,USB PD 進入到了 PD3.0 快充時代。USB PD3.0 相對于 USB PD2.0 的變化主要有三方面:增加了對設備內置電池特性更為詳細的描述;增加了通過PD通信進行設備軟硬件版本識別和軟件更新的功能,以及增加了數字證書及數字簽名功能。2017 年 2 月,USB PD 迎來“小修補”的重大更新,USB PD3.0 PPS 發布,在 PD3.0 標準的基礎上增加了可編程電源功能(PPS)。

USB PD 3.1 是由 USB-IF 協會于 2021 年推出的快充協議標準,它是在 USB PD 3.0 的基礎上進一步擴展了功率范圍。在 USB PD 3.1 規范中,原來的 USB PD3.0 內容被歸到標準功率范圍(SPR)里面,最大功率保持 100W 不變;同時增加了擴展功率范圍(EPR),最大功率由 100W 擴展到 240W。在 EPR 中,新增了多種固定電壓檔和可調電壓檔,以滿足不同設備的充電需求。




二、市場分析

5G的發展賦予智能終端日趨多元的功能和應用場景,但也使其耗電量攀升。大功率、小體積、高性能已經成為消費類電源產品的主要發展趨勢,PD3.1標準進一步推動了PD快充標準的通用性,促使快充技術逐步覆蓋手機、平板電腦、筆記本電腦、顯示器、新能源汽車、電動工具、IoT設備等領域。需求增長促進市場規模增長,數據統計,2020年全球快充市場規模為500億元,同比增長15.21%,2022年有線充電器市場快充滲透率已達95%。預計2023年快充市場規模為1000億元,CACR達28%。
三、產品應用及優勢

PD充電器QR反激拓撲(<75W)

QR反激+次級同步整流拓撲,初級MOS要求開關的速度是適中,EMI特性好,次級MOS需低FOM值,Vth值低。

PD充電器PFC+LLC拓撲(>75W)

PFC+LLC拓撲,第一級PFC電路,要求內阻小,電路啟動時,沖擊電流較大,要求MOSFET有較強的EAS能力;后級LLC諧振電路,要求MOSFET的Body Diode具有較強的di/dt能力,較小的Qrr。次級的次級MOS需低FOM值,Vth值低。

PD快充市場應用,龍騰半導體的高壓SJ MOS,其產品優勢

1.針對QR反激拓撲,優化開關速度,更容易通過EMI測試;

2.針對LLC拓撲,優化體二極管,增強di/dt能力,降低Qrr和驅動干擾;

3.優化Qg和Coss/Ciss比值,降低驅動損耗,提升驅動抗干擾能力;

4.優化EAS,增強抗雪崩能力。


PD快充市場應用,龍騰半導體的SGT MOS,其產品優勢:
1.優化Qg和Vth,低開啟電壓可匹配大多數同步整流芯片;
2.優化Coss和Rdson,更大程度的降低開關損耗和導通損耗,降低溫升。

以上優點,使得龍騰產品在PD快充上的應用簡單。

65W PD充電頭高壓MOS對比測試

四、龍騰PD快充MOSFET選型表

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