在快充技術飛速發展的當下,充電器的效率、體積與溫控成為關鍵挑戰。作為電能轉換的核心開關器件,MOS管的性能優化對解決這些痛點至關重要。合科泰基于詳實的實測數據,揭示了MOS管在快充設計中不可或缺的角色及其技術創新。
高壓開關:電能轉換的能效基石
快充頭初級側的AC-DC高壓轉換環節,效率損耗尤為顯著。合科泰HKTD7N65 MOS管(650V/7A,RDS(on)=1.08Ω)在此發揮關鍵作用。其650V耐壓設計嚴格遵循“耐壓≥1.5倍輸入峰值電壓”原則(如230VAC系統需465V以上),有效抵御電網浪涌沖擊。同時,其采用的SGT溝槽工藝相較傳統平面MOS顯著降低30%導通損耗,助力20WPD快充方案實測效率達92%,較傳統肖特基方案提升7%。緊湊的TO-252封裝(技術文檔顯示TOLL封裝體積比TO-263小50%)為PCB節省寶貴空間,是快充頭小型化的重要推手。
次級側DC-DC轉換中,合科泰HKTG48N10同步整流MOS管(100V/48A,RDS(on)=8mΩ)以其超低導通電阻(<10mΩ)和快速體二極管(恢復時間<50ns),徹底替代傳統肖特基二極管。其8mΩ內阻產生的損耗遠低于肖特基二極管的正向導通壓降(0.7V/3A時等效約233mΩ),實現滿載溫降17℃,無需額外散熱片。極薄的PDFN5×6封裝(厚度僅1.2mm)完美適配18mm超薄機身設計,使“口紅大小充筆記本”成為現實。
VBUS控制:安全輸出的智能衛士
在Type-C接口的VBUS通斷控制上,合科泰HKTQ65N03(30V/65A,RDS(on)=3.8mΩ)解決了關鍵的安全與兼容性問題。其極低的3.8mΩ內阻有效管控過熱風險,實測某65W方案更換高阻型號后溫降達22℃,穩定運行于43℃安全區間。該器件支持10萬次以上插拔壽命,其產生的微小壓降(僅16mV@5A)確保與PD3.0/PPS等快充協議的穩定握手,避免因電壓跌落導致的兼容性問題。優先選用DFN3×3等小封裝(如PDFN)可節省50%空間。
協同氮化鎵:高頻場景下的可靠搭檔
在65W氮化鎵快充高頻(>200kHz)應用中,合科泰MOS管展現出獨特價值。初級側,HKTD4N65(650V/12A)可作為GaN器件的低成本替代方案,實測效率達94.5%(僅比純GaN方案低1.5%),峰值溫度82℃(與GaN器件溫差僅4℃)。次級側因GaN缺乏反向導通能力,同步整流必須依賴MOS管,合科泰HKTE180N10(100V/180A,RDS(on)=2.3mΩ)憑借180A脈沖電流能力,可靠應對筆記本電腦快充的瞬時大電流沖擊。柵極驅動中增設的10Ω振蕩抑制電阻(文檔P28強調)及2oz銅厚PCB結合散熱過孔的設計,是高頻穩定運行的關鍵保障。
選型避坑
失效分析的結果揭示了選型必須嚴謹。超結MOS抗浪涌能力弱在雷擊測試中的薄弱性需外加TVS管;VBUS開關誤用高阻型號的話,會導致嚴重過熱。工程師需要遵循“耐壓≥1.5倍實際電壓、電流≥2倍設計電流(考慮脈沖沖擊)”的原則,按照功率去適配封裝如果功率小于等于20W選用PDFN3×3,大于65W就選擇用TO-263。
結語
從20W迷你充到65W多口快充,MOS管始終是提升效率、縮小體積、保障安全的核心引擎。合科泰通過耐壓裕量設計、SGT工藝創新、封裝小型化及與GaN的協同優化,以實測數據為支撐,持續推動快充技術向“充得快、做得小、穩得住”的極致目標邁進。
審核編輯 黃宇
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