茂睿芯工程师教你三招解决快充系统电压尖峰

11月26日，充电头网在深圳南山科兴科学园举办了2021（秋季）USB PD＆Type-C亚洲展。作为2021年备受瞩目的年度消费类快充电源行业展会，现场汇聚近百家USB PD＆Type-C产业链企业，并有多达上千款快充新品展出。同时也吸引了多专业观众莅临现场，成为快充产业相关人士面对面洽谈、技术交流、学习成长的平台。

在展会期间同步举办的研讨会上，20位行业大咖发表了演讲，分享了最新的行业趋势，并介绍了公司最新的产品布局。

茂睿芯（深圳）科技有限公司市场经理 周银先生在本次研讨会上带来了《茂睿芯PD方案创新技术分享》主题演讲。

以下是充电头网对茂睿芯演讲PPT的解读：

在本次演讲中，周银先生分别从茂睿芯介绍、茂睿芯PD方案创新技术以及全新高集成度PD方案三个方面展开分享。

据介绍，茂睿芯（深圳）科技有限公司创立于2017年，致力于高性能模拟和混合信号集成电路设计、研发、销售与技术服务，总部设在深圳市蛇口前海自贸区，在华北、华东和西北分别设立了研发中心和办事处。公司核心成员都曾有在欧美及国内一流半导体公司长期工作的阅历和经验，在通信、工业以及消费类电源领域业绩卓著，具有良好的市场开拓能力。

茂睿芯主要特色差异化的产品定位于高性能电源管理，目前在大功率PD快充、数据中心电源、新能源BMS、充电桩模块等应用中取得国内领先模拟芯片品牌地位。

茂睿芯从2017年推出旗下首款同步整流产品以来，目前已有5条量产的产品线，分别是同步整流、驱动器、负载开关、AC-DC、DC-DC，2021年新增的还有PoE和PFC两条产品线，正处于样品阶段。

茂睿芯的芯片可以广泛应用于PD快充、户外电源、服务器电源、电动车、电动工具、基站充电桩、光伏等产品中，覆盖了消费类、工业级以及新能源等市场。

在演讲中，周银先生列举了USB PD快充开发过程中常见的问题，比如：EMI、电压尖峰、温升、效率等。

在电压尖峰方面，分别例举了一个12V电源适配器和一个65W PD快充充电器的案例，由于电压尖峰的存在，让功率器件承担了非常大的电压应力，如果没有采取相应的措施，将对整个系统的可靠性形成挑战，并有可能导致炸机。

解决电压尖峰主要常两种比较传统的方式，不过选择更高耐压的功率器件会带来成本的增加，而选择增加吸收的电路的话，则会让整个系统的效率降低。为此茂睿芯推出了第三种解决方案。

茂睿芯的芯片产品中，无论是AC-DC的PWM控制器还是SR控制器，都在设计过程中，考虑到了电压尖峰的问题，并努力降低压电压尖峰。

比如在CCM系统启机时，由于MOS体二极管反向恢复特性差，导致T1时段SR尖峰大。

在相同的电源系统中，将传统的PWM控制器换成茂睿芯MK2687控制器，就能够看到开机的SR VDS 尖峰得到消除，效果也非常明显。

在CCM系统稳定运行时，同步整流控制器的性能显的十分重要，茂睿芯率先推出了10nS关断延迟的SR控制器，可以有效降低功率器件在CCM模式下的电压应力。

在相同的电源系统中，使用茂睿芯10nS关断延迟的同步整流控制器，其电压应力为76V，而换成20nS关断延迟的控制器，电压应力则变成了96V，相差20V。这也充分说明了极短的关断延迟可以有效降低系统在CCM模式下的尖峰电压。

在QR系统中，轻载尖峰往往比重载更高。

为此，茂睿芯推出了采用专利技术 驱动设计PWM控制器MK2697G，可以看到，在相同的系统中，将传统的PWM控制器换成茂睿芯MK2697G之后，尖峰电压从110V降低至81V，效果也是非常明显。

以上介绍的三种介绍降低电压尖峰的技术手段，目前都已经被应用在茂睿芯现有的芯片产品中。

针对33W快充市场应用，茂睿芯推出了高集成33W氮化镓方案，初级侧采用合封氮化镓芯片MK2788，次级侧采用的是支持高频开关的同步整流芯片TS16E18H。其中MK2788采用110V耐压设计，支持9V-90V宽VCC工作电压；初级和次级均采用内置功率器件的设计，节省外围电路；同时该方案也应用了自主专利的驱动设计，降低应力，并通过高频QR设计减小变压器尺寸。

通过MK2788的波形图可以看到，无论是满载还是半载状态，MK2788均能够实现谷底导通。

得益于的专利低应力设计，茂睿芯同步整流控制器在任何状态下SR应力均低于80V，大大提高系统的可靠性。

茂睿芯AC-DC电源芯片主要可以分为四大类，分别是110V耐压适用于CCM/QR模式的控制器、40V耐压适用于CCM/QR的控制器、110V耐压高频QR控制器，以及集成功率器件的控制器。

同样，在同步整流控制器方面茂睿芯也有着非常丰富的产品，包括了支持高频、低频的同步整流控制器、集成100V MOSFET的同步整流芯片、集成60V MOSFET的同步整流芯片，以及集成45V MOS的同步整流芯片。

通过将PWM控制与同步整流控制器进行合理搭配，茂睿芯已经具备提供20W-100W全套电源方案的能力。

以上就是茂睿芯市场经理 周银先生演讲分享的全部内容。

充电头网总结

在本次研讨会中，周银先生分享到茂睿芯已经陆续开发出了7条产品线，大量应用于多种新基建领域，助力双碳战略。

同时也针对工程师朋友们在调试PD电源时，经常遇到的EMI、电压尖峰、温升、效率等问题展开深入探讨，并分享了茂睿芯在应对CCM系统启动时的电压尖峰、系统深度CCM运行时的电压尖峰、QR系统轻载运行时的电压尖峰的解决方案。

同时，周银先生给大家介绍了茂睿芯的高集成度的PD方案。茂睿芯目前可以提供从20-100W多种类型的PD方案，也在积极开发更高频的ZVS方案，不断提高PD产品的功率密度。

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