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PD快充MOS管选型,30W-240W选型方案推荐

从PD 3.0到PD 3.1,USB‑C端口的最大输出功率从100W跃升至240W,输出电压也拓展至48V;功率密度竞赛之下,充电器的体积越做越小,而内部温度却越来越高。MOS管作为电能变换的核心开关,其选型直接决定了快充方案的效率、温升与可靠性,工采网代理的MOS管覆盖15V~250V的完整电压系列,为PD快充提供了从Vbus开关到同步整流的完整MOS管解决方案。

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MOS管在PD快充中主要体现在两个位置:

1、Vbus负载开关:Type-C接口到电路之间,需要一只开关管控制Vbus通断,设备接入时打开通路,拔出或异常时切断,防止倒灌和过流,这个位置主流采用N沟道MOSFET,因为N沟道的导通电阻更容易做低,驱动方案成熟,成本也更有优势。选型要点就一个字:低,导通内阻必须低,因为Vbus上流过的是全电流,内阻越高,损耗越大,发热越严重。

2、同步整流:反激式PD充电器的副边,传统肖特基二极管整流方案,二极管有0.3–0.7V的正向压降,在低压大电流输出时压降占输出电压的6%–14%,效率损失相当明显,换成N沟道MOS管做同步整流,导通压降=导通电阻×电流,做到几毫欧级别时,损耗远低于肖特基二极管。

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PD快充MOS管选型,需注意三个参数:

1、导通电阻Rds(on) :决定了导通损耗和温升,功率段越往上,对Rds(on)的要求越苛刻;在同步整流部分,Rds(on)尤为关键。

2、栅极电荷Qg :影响开关损耗和驱动要求,大功率和高压侧位置尤其需要关注,低Qg器件可减少驱动损耗并降低EMI。

3、封装:DFN5×6通用性高;空间紧张用DFN3×3;高功率场景则需要双管并联。在小型化的PD适配器中,过大封装会带来散热不良与体积不兼容的问题。

此外,PD电源采用高频PWM控制MOS管频繁开关会带来严重的dv/dt与di/dt应力,容易产生EMI干扰。同时,PD适配器多为封闭结构,MOS管产生的热量难以快速导出,特别是在同步整流部分,容易形成局部过热,选型时需重点关注耐压值、导通电阻、开关速度及散热封装

由工采网代理的覆盖了Trench、Planar、SGT、Super-Junction四大工艺,其中:

1)SGT(屏蔽栅沟槽)MOSFET系列:已实现30V~250V全电压量产;该系列产品的比导通电阻(Rsp)和品质因数(FOM,即Rds(on)×Qg) 经实测可对标英飞凌OptiMOS5的水平。这意味着在相同的芯片面积下,SGT器件能够实现更低的导通损耗和更快的开关速度,恰好契合PD快充对高频、高效、小型化的追求。

2)Trench(沟槽)MOSFET系列:已实现15V~250V全电压量产,该系列产品的Rsp和雪崩耐量(EAS) 性能可对标IR、AOS等国际品牌;对于同步整流等需要承受一定电压尖峰的应用,高EAS值保证了器件的鲁棒性,避免因异常浪涌导致失效。

在封装上,提供30种封装规格,常出的TO-252DFNSOP-8SOT23/3/6TO-220F等总占比超70%,其中DFN5×6和DFN3×3等小封装产品,正是PD快充适配器小型化设计所急需的。

一、针对Vbus开关应用,工采网提供多个低导通电阻的N沟道MOSFET选项:

(1)DON60N03T:采用SGT技术,漏源电压30V,连续漏极电流高达60A,导通电阻仅4.5mΩ@10V。栅极电荷量仅9nC@10V,开关速度快、驱动损耗低,DFN5×6-8封装,是小型化PD适配器Vbus开关的理想选择。

(2)DOZ60N03:同样为30V/60A的N沟道MOSFET,导通电阻5mΩ@10V,栅极电荷量42nC@10V,耗散功率45W。与DON60N03T形成互补,为不同封装偏好的设计提供备选。

(3)DB007NG:采用先进沟槽技术,漏源电压20V,连续漏极电流55A,导通电阻<6.5mΩ@4.5V,适用于单节锂电池供电的低压PD快充场景。

二、在同步整流应用上产品型号推荐:

1、DOD50N06:采用沟槽技术,漏源电压60V,连续漏极电流50A,电容1928pF,栅极电荷量47nC@10V,导通电阻仅11mΩ@10V(最大值15mΩ@4.5V)采用TO-252封装,在60V耐压等级中兼具低导通电阻和合理栅极电荷的平衡,是30W~65W PD快充同步整流的优选方案。

2、DOP50N06:同为60V/50A的N沟道MOSFET,导通电阻15mΩ@10V,栅极电荷量48nC@10V,TO-220封装,耗散功率达85W,适合散热要求更高、空间更充裕的大功率PD快充。

3、SPN9971:采用先进沟槽技术,漏源电压60V,连续漏极电流30A,导通电阻<30mΩ@10V。在30A电流等级中提供了更经济的选型方案,适合30W左右的中低功率PD快充。

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MOS管的选型直接决定了PD电源的效率、温升和体积,从Vbus开关的4.5mΩ超低导通电阻,到同步整流的60V/50A大电流能力;从DFN5×6的小型化封装到TO-220的高散热方案,ISweek工采为PD快充提供了一套覆盖不同功率段、不同封装需求的完整MOS管选型方案,有需要的可联系“在线客服”

转载请注明出处:传感器应用_仪表仪器应用_电子元器件产品 – 工采资讯 http://news.isweek.cn/45971.html

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