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引言

在現(xiàn)代快節(jié)奏的生活中，快速充電技術(shù)已成為我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠?。其中，PD快充技術(shù)憑借其高效、安全的特點(diǎn)，逐漸成為了市場(chǎng)上的主流選擇。那么，PD快充究竟是什么呢？本期與大家分享MOS管在PD快充上的應(yīng)用。

一、PD快充的定義

PD快充，全稱為Power Delivery，是一種由USB-IF組織制定的快速充電標(biāo)準(zhǔn)。它旨在通過(guò)USB接口為電子設(shè)備提供更高的充電功率和更快的充電速度。PD快充技術(shù)通過(guò)智能調(diào)節(jié)電壓和電流，實(shí)現(xiàn)了高效、安全的充電體驗(yàn)。

二、PD快充電路的主要構(gòu)成

PD快充電路通常由整流電路、高頻轉(zhuǎn)換電路、同步整流電路以及協(xié)議輸出電路等部分構(gòu)成，如下圖所示：

整流電路：整流電路的主要作用是將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，為后續(xù)電路提供穩(wěn)定的直流電源。這是充電過(guò)程中的基礎(chǔ)步驟，確保電流的穩(wěn)定性和方向性。

高頻轉(zhuǎn)換電路：高頻轉(zhuǎn)換電路將直流電轉(zhuǎn)換為高頻交流電，以提高充電效率。通過(guò)高頻轉(zhuǎn)換，可以減少能量在傳輸過(guò)程中的損失，從而實(shí)現(xiàn)更快的充電速度。

同步整流電路：同步整流電路使用場(chǎng)效應(yīng)管代替?zhèn)鹘y(tǒng)的二極管進(jìn)行整流，進(jìn)一步減少能量損失。這種設(shè)計(jì)使得電路在整流過(guò)程中能夠更有效地利用電能，提高充電效率。

協(xié)議輸出電路：協(xié)議輸出電路是PD快充技術(shù)的核心部分。它根據(jù)PD協(xié)議與設(shè)備進(jìn)行通信，調(diào)整輸出電壓和電流以滿足設(shè)備的充電需求。這種智能調(diào)節(jié)方式確保了充電過(guò)程的安全性和高效性。

三、PD快充電路的工作原理

PD快充電路的工作原理主要基于電壓和電流的智能調(diào)節(jié)。具體過(guò)程如下：

設(shè)備識(shí)別與通信：在充電過(guò)程中，設(shè)備會(huì)與充電器進(jìn)行通信，告知其所需的電壓和電流。這一過(guò)程是通過(guò)Type-C接口的CC線進(jìn)行的，確保了充電器能夠準(zhǔn)確識(shí)別設(shè)備的需求。

智能調(diào)節(jié)輸出電壓和電流：充電器接收到設(shè)備的需求信息后，會(huì)根據(jù)PD協(xié)議智能地調(diào)整輸出電壓和電流。這種調(diào)節(jié)方式使得充電器能夠?yàn)椴煌脑O(shè)備提供最適合的充電功率，既保證了充電速度，又避免了過(guò)充或過(guò)熱等潛在安全問(wèn)題。

功率管理：PD快充電路還包括功率管理功能，用于監(jiān)控和管理功率傳輸過(guò)程。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功率傳輸情況，電路可以進(jìn)行功率調(diào)整和優(yōu)化，以確保充電的安全和高效。這一功能有助于防止過(guò)熱、過(guò)充等安全隱患。

四、PD快充技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

快速充電能力：PD快充技術(shù)能夠提供更高的功率輸出，使設(shè)備能夠以更快的速度充電。相比傳統(tǒng)的USB充電標(biāo)準(zhǔn)，PD快充支持更高的電壓和電流，從而實(shí)現(xiàn)了更快的充電速度。

功率遞送靈活性：PD快充具有靈活的功率遞送能力，可以根據(jù)設(shè)備的需求動(dòng)態(tài)調(diào)整充電功率。這種靈活性確保了充電器能夠?yàn)椴煌脑O(shè)備提供合適的功率輸出，避免了過(guò)充或過(guò)熱等問(wèn)題。

多功能性：除了提供高功率的充電外，PD快充還支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸和視頻輸出功能。這使得用戶可以通過(guò)單個(gè)連接接口滿足多種需求，簡(jiǎn)化了設(shè)備的連接和充電過(guò)程。

兼容性：PD快充是一種通用標(biāo)準(zhǔn)，被廣泛采用和支持。因此，用戶可以使用同一個(gè)PD充電器為多個(gè)設(shè)備進(jìn)行充電，無(wú)需購(gòu)買(mǎi)多個(gè)特定充電器。

五、MOS管在PD快充的應(yīng)用示例

以20~30W PD快充為例

初級(jí)高壓MOS管：

N-MOS

耐壓：600V~700V之間，主流是650V

電流：>4A，越大越好，主流是7A

內(nèi)阻：<1Ω，越小越好，主流550mΩ

封裝：TO-252，TO-220

次級(jí)同步整流低壓MOS管：

N-MOS

耐壓：60V~100V之間，主流是60V/100V

電流：>10A，越大越好

內(nèi)阻：<15mΩ，越小越好，主流在6~10mΩ

封裝：主流DFN5*6

次級(jí)Vbus MOS管：

N-MOS

耐壓：30V~60V，主流是30V、40V

電流：>10A，越大越好，主流是20A

內(nèi)阻：<20mΩ，越小越好，主流10mΩ

封裝：主流DFN3*3

六、PD快充的應(yīng)用場(chǎng)景

PD快充技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中，包括智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等。在移動(dòng)設(shè)備充電場(chǎng)景中，PD快充技術(shù)能夠?yàn)橛脩魩?lái)更加快速、便捷的充電體驗(yàn)。在筆記本電腦充電場(chǎng)景中，PD快充技術(shù)能夠提供足夠的功率以滿足筆記本電腦的充電需求，提高工作效率。此外，PD快充技術(shù)還應(yīng)用于車載充電器等場(chǎng)景，為駕駛過(guò)程中的移動(dòng)設(shè)備提供快速充電支持。

七、中低壓到高壓MOS管選型指南

中低壓到高壓 MOS 管選型時(shí)，需綜合多方面因素。電氣參數(shù)上，要依據(jù)電路位置確定 N 溝道或 P 溝道，額定電壓需大于干線電壓并預(yù)留 1.2 - 1.5 倍余量，同時(shí)確保能承受最大電流并考慮余量，選擇導(dǎo)通電阻 RDS (ON) 小的以降低導(dǎo)通損耗。性能特性方面，要計(jì)算散熱要求，關(guān)注熱阻和最大結(jié)溫，留意電容并計(jì)算開(kāi)關(guān)損耗，高速電路應(yīng)選用開(kāi)關(guān)速度快的。應(yīng)用與其他因素中，需依據(jù)電路板空間、散熱和生產(chǎn)工藝選擇封裝，低壓關(guān)注 gate 電壓，寬電壓、雙電壓應(yīng)用按需挑選，高可靠性應(yīng)用選特定標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，還需兼顧成本、交貨期和供應(yīng)穩(wěn)定性。

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