解決快充系統電壓尖峰三部曲，茂睿芯電源創新技術分享

11月26日，充電頭網在深圳南山科興科學園舉辦了2021（秋季）USB PD＆Type-C亞洲展。作為2021年備受矚目的年度消費類快充電源行業展會，現場匯聚近百家USB PD＆Type-C產業鏈企業，並有多達上千款快充新品展出。同時也吸引了多專業觀眾蒞臨現場，成為快充產業相關人士面對面洽談、技術交流、學習成長的平臺。

在展會期間同步舉辦的研討會上，20位行業大咖發表了演講，分享了最新的行業趨勢，並介紹了公司最新的產品佈局。

茂睿芯（深圳）科技有限公司市場經理周銀先生在本次研討會上帶來了《茂睿芯PD方案創新技術分享》主題演講。

以下是充電頭網對茂睿芯演講PPT的解讀：

在本次演講中，周銀先生分別從茂睿芯介紹、茂睿芯PD方案創新技術以及全新高整合度PD方案三個方面展開分享。

據介紹，茂睿芯（深圳）科技有限公司創立於2017年，致力於高效能模擬和混合訊號積體電路設計、研發、銷售與技術服務，總部設在深圳市蛇口前海自貿區，在華北、華東和西北分別設立了研發中心和辦事處。公司核心成員都曾有在歐美及國內一流半導體公司長期工作的閱歷和經驗，在通訊、工業以及消費類電源領域業績卓著，具有良好的市場開拓能力。

茂睿芯的主要特色是差異化的產品定位於高效能電源管理，目前在大功率PD快充、資料中心電源、新能源BMS、充電樁模組等應用中取得國內領先模擬晶片品牌地位。

茂睿芯從2017年推出旗下首款同步整流產品以來，目前已有5條量產的產品線，分別是同步整流、驅動器、負載開關、AC-DC、DC-DC，2021年新增的還有PoE和PFC兩條產品線，正處於樣品階段。

茂睿芯的晶片可以廣泛應用於PD快充、戶外電源、伺服器電源、電動車、電動工具、基站充電樁、光伏等產品中，覆蓋了消費類、工業級以及新能源等市場。

在演講中，周銀先生列舉了USB PD快充開發過程中常見的問題，比如：EMI、電壓尖峰、溫升、效率等。

在電壓尖峰方面，分別例舉了一個12V電源介面卡和一個65W PD快充充電器的案例，由於電壓尖峰的存在，讓功率器件承擔了非常大的電壓應力，如果沒有采取相應的措施，將對整個系統的可靠性形成挑戰，並有可能導致炸機。

解決電壓尖峰主要有兩種比較傳統的方式，不過選擇更高耐壓的功率器件會帶來成本的增加，而選擇增加吸收的電路的話，則會讓整個系統的效率降低。為此茂睿芯推出了第三種解決方案。

茂睿芯的晶片產品中，無論是AC-DC的PWM控制器還是SR控制器，都在設計過程中，考慮到了電壓尖峰的問題，並努力降低壓電壓尖峰。

比如在CCM系統啟機時，由於MOS體二極體反向恢復特性差，導致T1時段SR尖峰大。

在相同的電源系統中，將傳統的PWM控制器換成茂睿芯MK2687控制器，就能夠看到開機的SR VDS 尖峰得到消除，效果也非常明顯。

在CCM系統穩定執行時，同步整流控制器的效能顯的十分重要，茂睿芯率先推出了10nS關斷延遲的SR控制器，可以有效降低功率器件在CCM模式下的電壓應力。

在相同的電源系統中，使用茂睿芯10nS關斷延遲的同步整流控制器，其電壓應力為76V，而換成20nS關斷延遲的控制器，電壓應力則變成了96V，相差20V。這也充分說明了極短的關斷延遲可以有效降低系統在CCM模式下的尖峰電壓。

在QR系統中，輕載尖峰往往比過載更高。

為此，茂睿芯推出了採用專利技術驅動設計PWM控制器MK2697G，可以看到，在相同的系統中，將傳統的PWM控制器換成茂睿芯MK2697G之後，尖峰電壓從110V降低至81V，效果也是非常明顯。

以上介紹的三種降低電壓尖峰的技術手段，目前都已經被應用在茂睿芯現有的晶片產品中。

針對33W快充市場應用，茂睿芯推出了高整合33W氮化鎵方案，初級側採用合封氮化鎵晶片MK2788，次級側採用的是支援高頻開關的同步整流晶片TS16E18H。其中MK2788採用110V耐壓設計，支援9V-90V寬VCC工作電壓；初級和次級均採用內建功率器件的設計，節省外圍電路；同時該方案也應用了自主專利的驅動設計，降低應力，並透過高頻QR設計減小變壓器尺寸。