PD超級快充應(yīng)用方案中MOS管型號推薦
PD超級快充應(yīng)用方案中MOS管型號推薦
前言
近十年來，以智能手機(jī)、智能手表、智能眼鏡等為代表的智能3C類穿戴設(shè)備呈現(xiàn)出爆炸式增長，與此同時(shí)，與之配套相關(guān)的電源類產(chǎn)品，如半導(dǎo)體材料、相關(guān)電子技術(shù)及產(chǎn)品設(shè)計(jì)均得到快速發(fā)展。基礎(chǔ)材料、關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品的快速更新迭代支撐起整個(gè)智能3C類產(chǎn)品市場的閉環(huán)。
智能3C類移動(dòng)設(shè)備的井噴式發(fā)展，反映出智能設(shè)備應(yīng)用已經(jīng)是絕大多數(shù)人們生活不可分割的一部分。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2023 年中國智能手機(jī)用戶平均每日時(shí)長達(dá)到了180 分鐘。人們對于智能設(shè)備的需要和依賴達(dá)到了前所未有高度。
隨著5G+高速上網(wǎng)信號的全覆蓋，人們越來越享受大屏手機(jī)所帶來的既視感。同時(shí)，智能設(shè)備的耗電和充電亦變得尤為重要。為了更好的解決智能設(shè)備的續(xù)航能力和縮短充電時(shí)間，各大手機(jī)廠商通過增大和優(yōu)化電池容量和提供超級快充電源適配器來解決。如小米公司推出的‘小米澎湃’秒充技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)‘人車家全生態(tài)’布局；還有華為公司推出的全液冷超充技術(shù)等。表一為整理的市面上主要PD快充協(xié)議公司：
快充逐漸成為智能手機(jī)用戶標(biāo)配，滲透率逐步提升。表二是某權(quán)威研究機(jī)構(gòu)調(diào)研發(fā)布的充電器市場規(guī)模：
由圖表可以很清晰的看到，近年來充電器市場正在以同比33%的速度實(shí)現(xiàn)快速增長，其中PD快充約占充電器市場的七成以上。
一、PD快充電路的主要構(gòu)成
通常，一個(gè)PD快充電源由整流電路 + 初級高頻轉(zhuǎn)換電路 + 次級同步整流電路+VBUS協(xié)議輸出電路 +功率管理組成。圖三為典型PD快充方案原理圖。
二、PD快充工作原理
PD快充遵循的最基本原理是P=U×I，快充的兩條技術(shù)路徑，一是高壓小電流：優(yōu)點(diǎn)是線損小，缺點(diǎn)是手機(jī)端需降壓，手機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重；二是低壓大電流：優(yōu)點(diǎn)是手機(jī)端損耗小，可邊玩邊快充，缺點(diǎn)是線損大，需要改進(jìn)充電線材及端口。
1. 整流電路：整流電路的作用是將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，為后續(xù)電路提供穩(wěn)定的直流電源。整流電路一般用二極管組成的整流橋堆對交流市電進(jìn)行方向整流。這個(gè)過程是充電的基礎(chǔ)步驟，確保電流的穩(wěn)定性和方向性。
2. 高頻轉(zhuǎn)換電路：高頻轉(zhuǎn)換電路將直流電通過高頻功率開關(guān)管的開關(guān)換向轉(zhuǎn)換為高頻交流電，通過提高頻率實(shí)現(xiàn)快速充電需要。提高電壓頻率可以減少能量在傳輸過程中的損失，從而實(shí)現(xiàn)更快的充電速度。
3. 同步整流電路：同步整流電路使用功率開關(guān)管代替二極管進(jìn)行整流，進(jìn)一步減少能量損失。這種設(shè)計(jì)使得電路在整流過程中能夠更有效地利用電能，提高充電效率。
4. 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)方式確保了充電過程的安全性和高效性。
5. 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程。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測功率傳輸情況，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熱、過充等安全隱患。
三、MOS管在PD快充的應(yīng)用示例和型號推選
例：10~30W PD快充電源
1．初級高壓功率MOS管推選型號
2．次級同步整流低壓MOS管推選型號
3．次級Vbus MOS管推選型號
五、PD快充的應(yīng)用場景
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)備充電場景中，PD快充技術(shù)能夠?yàn)橛脩魩砀涌焖佟⒈憬莸某潆婓w驗(yàn)。在筆記本電腦充電場景中，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景，為駕駛過程中的移動(dòng)設(shè)備提供快速充電支持。
總結(jié)
本文以PD超級快充電源產(chǎn)品為基礎(chǔ)，結(jié)合廣東場效應(yīng)半導(dǎo)體有限公司即Cmos半導(dǎo)體元器件對PD產(chǎn)品市場，PD技術(shù)及PD類基礎(chǔ)半導(dǎo)體器件做了大致的分析和梳理，希望對該類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工程師和行業(yè)從業(yè)者在同類型產(chǎn)品選配物料時(shí)提供一定的建議和參考。
Cmos深耕于分離半導(dǎo)體器件的開發(fā)，目前分離半導(dǎo)體產(chǎn)品有MOSFET，晶閘管，IGBT功率模塊，7800系列穩(wěn)壓芯片，三極管和二極管等，以及我們具有強(qiáng)大的外貿(mào)準(zhǔn)備和外貿(mào)資源。
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