佳讯电子：PD快充中的MOS管选型攻略

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引言

在现代快节奏的生活中，快速充电技术已成为我们日常生活中不可或缺的一部分。其中，PD快充技术凭借其高效、安全的特点，逐渐成为了市场上的主流选择。那么，PD快充究竟是什么呢？本期与大家分享MOS管在PD快充上的应用。

一、PD快充的定义

PD快充，全称为Power Delivery，是一种由USB-IF组织制定的快速充电标准。它旨在通过USB接口为电子设备提供更高的充电功率和更快的充电速度。PD快充技术通过智能调节电压和电流，实现了高效、安全的充电体验。

二、PD快充电路的主要构成

PD快充电路通常由整流电路、高频转换电路、同步整流电路以及协议输出电路等部分构成，如下图所示：

整流电路：整流电路的主要作用是将交流电转换为直流电，为后续电路提供稳定的直流电源。这是充电过程中的基础步骤，确保电流的稳定性和方向性。

高频转换电路：高频转换电路将直流电转换为高频交流电，以提高充电效率。通过高频转换，可以减少能量在传输过程中的损失，从而实现更快的充电速度。

同步整流电路：同步整流电路使用场效应管代替传统的二极管进行整流，进一步减少能量损失。这种设计使得电路在整流过程中能够更有效地利用电能，提高充电效率。

协议输出电路：协议输出电路是PD快充技术的核心部分。它根据PD协议与设备进行通信，调整输出电压和电流以满足设备的充电需求。这种智能调节方式确保了充电过程的安全性和高效性。

三、PD快充电路的工作原理

PD快充电路的工作原理主要基于电压和电流的智能调节。具体过程如下：

设备识别与通信：在充电过程中，设备会与充电器进行通信，告知其所需的电压和电流。这一过程是通过Type-C接口的CC线进行的，确保了充电器能够准确识别设备的需求。

智能调节输出电压和电流：充电器接收到设备的需求信息后，会根据PD协议智能地调整输出电压和电流。这种调节方式使得充电器能够为不同的设备提供最适合的充电功率，既保证了充电速度，又避免了过充或过热等潜在安全问题。

功率管理：PD快充电路还包括功率管理功能，用于监控和管理功率传输过程。通过实时监测功率传输情况，电路可以进行功率调整和优化，以确保充电的安全和高效。这一功能有助于防止过热、过充等安全隐患。

四、PD快充技术的优势

快速充电能力：PD快充技术能够提供更高的功率输出，使设备能够以更快的速度充电。相比传统的USB充电标准，PD快充支持更高的电压和电流，从而实现了更快的充电速度。

功率递送灵活性：PD快充具有灵活的功率递送能力，可以根据设备的需求动态调整充电功率。这种灵活性确保了充电器能够为不同的设备提供合适的功率输出，避免了过充或过热等问题。

多功能性：除了提供高功率的充电外，PD快充还支持数据传输和视频输出功能。这使得用户可以通过单个连接接口满足多种需求，简化了设备的连接和充电过程。

兼容性：PD快充是一种通用标准，被广泛采用和支持。因此，用户可以使用同一个PD充电器为多个设备进行充电，无需购买多个特定充电器。

五、MOS管在PD快充的应用示例

以20~30W PD快充为例

初级高压MOS管：

N-MOS

耐压：600V~700V之间，主流是650V

电流：>4A，越大越好，主流是7A

内阻：<1Ω，越小越好，主流550mΩ

封装：TO-252，TO-220

次级同步整流低压MOS管：

N-MOS

耐压：60V~100V之间，主流是60V/100V

电流：>10A，越大越好

内阻：<15mΩ，越小越好，主流在6~10mΩ

封装：主流DFN5*6

次级Vbus MOS管：

N-MOS

耐压：30V~60V，主流是30V、40V

电流：>10A，越大越好，主流是20A

内阻：<20mΩ，越小越好，主流10mΩ

封装：主流DFN3*3

六、PD快充的应用场景

PD快充技术广泛应用于各种电子设备中，包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑等。在移动设备充电场景中，PD快充技术能够为用户带来更加快速、便捷的充电体验。在笔记本电脑充电场景中，PD快充技术能够提供足够的功率以满足笔记本电脑的充电需求，提高工作效率。此外，PD快充技术还应用于车载充电器等场景，为驾驶过程中的移动设备提供快速充电支持。

七、中低压到高压MOS管选型指南

中低压到高压 MOS 管选型时，需综合多方面因素。电气参数上，要依据电路位置确定 N 沟道或 P 沟道，额定电压需大于干线电压并预留 1.2 - 1.5 倍余量，同时确保能承受最大电流并考虑余量，选择导通电阻 RDS (ON) 小的以降低导通损耗。性能特性方面，要计算散热要求，关注热阻和最大结温，留意电容并计算开关损耗，高速电路应选用开关速度快的。应用与其他因素中，需依据电路板空间、散热和生产工艺选择封装，低压关注 gate 电压，宽电压、双电压应用按需挑选，高可靠性应用选特定标准产品，还需兼顾成本、交货期和供应稳定性。

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