產品資訊 | SJ MOS 在PD快充上的應用
發布時間：2023-09-01 18:34:40
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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。
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%。
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
