佳訊電子：PD快充中的MOS管選型攻略

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引言

在現(xiàn)代快節(jié)奏的生活中，快速充電技術已成為我們日常生活中不可或缺的一部分。其中，PD快充技術憑借其高效、安全的特點，逐漸成為了市場上的主流選擇。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準。它旨在通過USB接口為電子設備提供更高的充電功率和更快的充電速度。PD快充技術通過智能調節(jié)電壓和電流，實現(xiàn)了高效、安全的充電體驗。

二、PD快充電路的主要構成

PD快充電路通常由整流電路、高頻轉換電路、同步整流電路以及協(xié)議輸出電路等部分構成，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。這是充電過程中的基礎步驟，確保電流的穩(wěn)定性和方向性。

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

同步整流電路：同步整流電路使用場效應管代替?zhèn)鹘y(tǒng)的二極管進行整流，進一步減少能量損失。這種設計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。

協(xié)議輸出電路：協(xié)議輸出電路是PD快充技術的核心部分。它根據(jù)PD協(xié)議與設備進行通信，調整輸出電壓和電流以滿足設備的充電需求。這種智能調節(jié)方式確保了充電過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節(jié)。具體過程如下：

設備識別與通信：在充電過程中，設備會與充電器進行通信，告知其所需的電壓和電流。這一過程是通過Type-C接口的CC線進行的，確保了充電器能夠準確識別設備的需求。

智能調節(jié)輸出電壓和電流：充電器接收到設備的需求信息后，會根據(jù)PD協(xié)議智能地調整輸出電壓和電流。這種調節(jié)方式使得充電器能夠為不同的設備提供最適合的充電功率，既保證了充電速度，又避免了過充或過熱等潛在安全問題。

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程。通過實時監(jiān)測功率傳輸情況，電路可以進行功率調整和優(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。

四、PD快充技術的優(yōu)勢

快速充電能力：PD快充技術能夠提供更高的功率輸出，使設備能夠以更快的速度充電。相比傳統(tǒng)的USB充電標準，PD快充支持更高的電壓和電流，從而實現(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)設備的需求動態(tài)調整充電功率。這種靈活性確保了充電器能夠為不同的設備提供合適的功率輸出，避免了過充或過熱等問題。

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

兼容性：PD快充是一種通用標準，被廣泛采用和支持。因此，用戶可以使用同一個PD充電器為多個設備進行充電，無需購買多個特定充電器。

五、MOS管在PD快充的應用示例

以20~30W PD快充為例

初級高壓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

內阻：<1Ω，越小越好，主流550mΩ

封裝：TO-252，TO-220

次級同步整流低壓MOS管：

N-MOS

耐壓：60V~100V之間，主流是60V/100V

電流：>10A，越大越好

內阻：<15mΩ，越小越好，主流在6~10mΩ

封裝：主流DFN5*6

次級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

內阻：<20mΩ，越小越好，主流10mΩ

封裝：主流DFN3*3

六、PD快充的應用場景

PD快充技術廣泛應用于各種電子設備中，包括智能手機、平板電腦、筆記本電腦等。在移動設備充電場景中，PD快充技術能夠為用戶帶來更加快速、便捷的充電體驗。在筆記本電腦充電場景中，PD快充技術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快充技術還應用于車載充電器等場景，為駕駛過程中的移動設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，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留 1.2 - 1.5 倍余量，同時確保能承受最大電流并考慮余量，選擇導通電阻 RDS (ON) 小的以降低導通損耗。性能特性方面，要計算散熱要求，關注熱阻和最大結溫，留意電容并計算開關損耗，高速電路應選用開關速度快的。應用與其他因素中，需依據(jù)電路板空間、散熱和生產工藝選擇封裝，低壓關注 gate 電壓，寬電壓、雙電壓應用按需挑選，高可靠性應用選特定標準產品，還需兼顧成本、交貨期和供應穩(wěn)定性。

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