USB PD大功率快充移動電源中MOS管的應用方案

VBsemi 2020-12-14 15:33 296 閱讀 2 贊 9 收藏 1 評論

一、快充與場效應管

消費電子市場的火爆場面拉動了快充的內需，而快充的興起也帶動了MOSFET的需求增長。

用于整流同步的MOS管，可以保證在快充電源提高電壓來達到高電流高功率充電時的用電安全性。而低電壓高電流充電的“閃充”對整流同步的MOS管要求更為嚴苛，MOS管用量也呈上升趨勢。

【預計2022年全球充電器市場規模，圖數據源自未來智庫】

目前鋰電材料及儲能研究技術步伐仍無法跟上人民依賴電子設備程度的增長，電子設備的續航問題沒有大的突破性進展，快充的興起就顯得尤為重要。市場為了解決各家不同快充技術的使用局限性，推出USB PD協議來統一快充技術。

2020年5月，Wei YongXiang設計了一款符合USB PD協議的快充移動電源，采用三段式充電和四開關管升降壓電路，并且選用了我們VBsemi微碧半導體的場效應管，實現了兼容性強的大功率快充功能，充放電效率大于等于93.3%，具有外圍器件需求小，電轉換效率率高，延長鋰電池壽命等優點。

【USB PD快充移動電源結構圖】

主電路部分設計參數

【四開關升降壓主電路】

Mos管的選擇條件：

文中選用的MOS管是VBsemi微碧半導體的產品VBQA1302，VDS=30V，Rds（on）=1.8mΩ。微碧還有其他型號的產品可供選擇。

可選用的功率場效應管：

①VBQA1302

②VBQA1303

③VBQA1301

④VBZQA120N03

⑤VBZQA80N03

【可選用的VBsemi微碧MOS管型號】

下面是文獻中提到的系統其他部分的電路圖

【type c端口監測模塊】

【鋰電池保護模塊電路圖】

【給控制核心供電的輔助電源模塊電路圖】

[1]魏永祥. USB_PD協議快充移動電源設計[D].南華大學,2020.

[2]俞德軍. 基于USB TYPE-C協議的大功率智能電源技術研究[D].電子科技大學,2018.

[3]孫麗,史冊.鋰離子電池快充技術的研究進展[J].電源技術,2017,41(07):1085-1088.

[4]程奔宇.淺析快速充電技術在智能手機的應用[J].科技創新與應用,2014(17):33-34.

[5]丁成功,王升鴻.便攜式移動電源的研究與設計[J].伺服控制,2013(04):67-69.

[6]未來智庫,功率半導體行業深度報告：漲價潮與國產替代驅動業績增長

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