2023年3月14日,2023(春季)全球快充產(chǎn)業(yè)峰會(huì)在深圳福田會(huì)展中心7號(hào)館如期舉行,此次峰會(huì)旨在為產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)搭建一個(gè)新品發(fā)布、技術(shù)交流的平臺(tái),同時(shí)也為行業(yè)從業(yè)人員提供一個(gè)了解快充產(chǎn)業(yè)最新資訊的窗口,從而助推行業(yè)的發(fā)展。

此次大會(huì)邀請(qǐng)了多位相關(guān)行業(yè)的知名企業(yè)代表進(jìn)行演講,進(jìn)行全方位的展示與現(xiàn)場面對(duì)面的交流,以推動(dòng)快充行業(yè)的跨界融合和多方互動(dòng)。

此次大會(huì)上,茂睿芯(深圳)科技有限公司技術(shù)市場高級(jí)經(jīng)理周銀先生發(fā)表了《茂睿芯中大功率快充解決方案》演講。

周銀先生演講分茂睿芯2022年度小結(jié)、茂睿芯中大功率快充解決方案、茂睿芯快充全方案介紹三方面進(jìn)行。

在2022年,茂睿芯分別在西南、西北、東南三個(gè)地區(qū)新增了研發(fā)點(diǎn),構(gòu)建起了一個(gè)全國性的研發(fā)和銷售體系,更好地服務(wù)客戶。

公司成立于2017年,于2018年推出了第一條產(chǎn)品線,發(fā)展至今已有七條產(chǎn)品線

,覆蓋了百瓦級(jí)的PD快充、PSE適配器,幾千瓦級(jí)的基站備電、便攜式儲(chǔ)能甚至上百千瓦級(jí)的直流充電樁、大型光伏發(fā)電等多個(gè)領(lǐng)域。

近年來,不論是電動(dòng)汽車還是手機(jī),都是在往續(xù)航上面下功夫,在電池技術(shù)沒有得到快速發(fā)展的時(shí)候,目前市場還是以堆電池的方法為主,隨著電池容量的不斷提升,就需要配備更大功率的充電方案,來提高單位時(shí)間的充電電量。

假如電源產(chǎn)品從65W提升到100W,就要從原來的單反激的電源加入PFC結(jié)構(gòu)來滿足大電源系統(tǒng)對(duì)THD(總諧波失真)和PF值(功率因數(shù))的要求,為此,茂睿芯在PFC上推出了相應(yīng)的MK2562系列產(chǎn)品。

而面對(duì)功率要進(jìn)一步提升到240W這種更大功率上,茂睿芯則推出了MK2189 LLC控制器及雙通道的同步整流產(chǎn)品MK1620。

茂睿芯為客戶提供多種中大功率快充方案。方案一為PFC+Flyback+DCDC,其主打產(chǎn)品性價(jià)比,其中PFC部分可以采用MK2562系列產(chǎn)品,在反激上可以采用CCM+QR多模式的MK2687系列、MK2688系列產(chǎn)品,面對(duì)氮化鎵有高頻QR的MK2697系列,對(duì)應(yīng)的同步整流部分有不同供電電壓、工作頻率的MK91816系列產(chǎn)品。

方案二為PFC+LLC+DCDC,PFC部分依然為MK2562系列產(chǎn)品,LLC部分可以采用電壓型LLC控制器MK2189(下半年茂睿芯還會(huì)推出MK2199,為客戶提供更多選擇),在LLC同步整流產(chǎn)品上采用的是雙通道同步整流控制器MK1620。

針對(duì)便攜式儲(chǔ)能應(yīng)用,茂睿芯推出了高壓BUCK同步控制器,單顆IC支持200-300W輸出功率,是國內(nèi)少有能支持6-100V輸入的控制器,其不需要進(jìn)行二級(jí)降壓,一級(jí)降壓后便能直接到DC輸出端口,大大提高系統(tǒng)效率,非常適合應(yīng)用于在多串鋰電的便攜式儲(chǔ)能應(yīng)用場景,并且其支持0.8V-60V寬電壓輸出,可以滿足PD3.1 48V輸出應(yīng)用。

茂睿芯在PFC上的MK2562系列產(chǎn)品采用乘法器架構(gòu),同時(shí)加入了THD優(yōu)化器,大大降低了系統(tǒng)的THD值;其還利用巧妙的高低壓設(shè)置,保證了高低壓的過功率點(diǎn)的一致性;并且針對(duì)PFC這種慢環(huán)路應(yīng)用,引入了Pre-OVP響應(yīng)機(jī)制提高了PFC芯片動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度;此外,軟啟機(jī)制能讓系統(tǒng)開機(jī)的電壓應(yīng)力和噪聲得到明顯的改善。

MK2562的軟起機(jī)制能降低開機(jī)應(yīng)力、噪聲。在實(shí)際的軟起測試波形中,MK2562在開機(jī)初始階段CS電壓曲線呈線性上升;而友商的CS會(huì)隨著線電壓快速上升,隨后進(jìn)入間歇工作模式,其會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)問題,一是前期電流太大導(dǎo)致功率管電壓應(yīng)力增大;二是進(jìn)入間歇工作模式會(huì)出現(xiàn)明顯噪聲。

MK2562的Pre-OVP能優(yōu)化動(dòng)態(tài)響應(yīng)。MK2562的負(fù)載在動(dòng)態(tài)響應(yīng)的時(shí)候(比如重載——輕載)CS曲線能快速降低,整個(gè)系統(tǒng)并沒有停止工作,當(dāng)下次負(fù)載加大,可以再次快速拉升CS,滿足系統(tǒng)對(duì)功率的需求;友商的CS隨comp緩慢降低,導(dǎo)致輸出功率也較為緩慢,容易觸發(fā)OVP。

MK2562引入的THD優(yōu)化器能很好地降低系統(tǒng)的THD值,無論在220V還是264V都比友商表現(xiàn)更好,特別在高壓重載情況下,MK2562的THD比友商競品低將近10%。

現(xiàn)在茂睿芯在PFC上推出了4種型號(hào),分別為MK2562,MK2562A,MK2562Q,MK2562G。其中MK2562A是降低了CS_limit,減少了在采樣電阻上的損耗;MK2562Q可以采取QR工作模式,進(jìn)一步提升效率;MK2562G是針對(duì)增強(qiáng)型的氮化鎵的一款產(chǎn)品,可以做到直驅(qū)E-Mode GaN。

茂睿芯在LLC上首先推出的高性能雙通道的LLC同步整流器MK1620,其不到90μA的低待機(jī)設(shè)計(jì),極大地降低了某些需要做低待機(jī)的客戶在設(shè)計(jì)上的難度;并且其DCM的判定能有效防止系統(tǒng)在DCM振鈴時(shí)候的誤導(dǎo)通;同時(shí)因?yàn)槠湓趩C(jī)時(shí)候具有鉗位電路,可以有效防止啟機(jī)時(shí)候同步整流管的誤動(dòng)作;另外雙通道間采用了互鎖控制,避免兩通道出現(xiàn)直通的情況。

MK1620可以防止Vg誤開通。在短路開機(jī)的情況下,MK1620可以有效鉗位Vg電平;而友商競品由于不具備鉗位能力,雙通道的Vds都上升到1V左右的有效電平,可能引起MOS管的誤動(dòng)作,導(dǎo)致兩通道直通或者原副邊直通,存在炸機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。

MK1620的防止DCM誤導(dǎo)通機(jī)制能大大提高系統(tǒng)的可靠性。在150W 1A輕載情況下,MK1620呈現(xiàn)經(jīng)典的兩段式驅(qū)動(dòng)波形,在中間DCM振鈴的時(shí)候沒有誤動(dòng)作出現(xiàn);而友商競品在中間誤開通一次,可能會(huì)發(fā)生工作切換導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)負(fù)電流,引起非常大的電壓尖峰從而破壞系統(tǒng)穩(wěn)定。

MK1620能通過優(yōu)化驅(qū)動(dòng)提升系統(tǒng)效率。在滿載情況下,MK1620的驅(qū)動(dòng)模型在MOS管導(dǎo)通的時(shí)候能快速把Vds拉升到10V,降低MOS管在導(dǎo)通初期的導(dǎo)通內(nèi)阻;友商的MOS導(dǎo)通初期上升緩慢,導(dǎo)通內(nèi)阻就會(huì)大,損耗也會(huì)隨之增大。

在整個(gè)功率段上,MK1620的效率都比友商的更高,在滿載情況下效率能提升接近0.4%。

茂睿芯在高壓DC-DC上的100V BUCK 控制器 MK9218,能支持6-100V輸入,并且可以工作在-50-125℃的溫度范圍,可以有效應(yīng)對(duì)各種惡劣環(huán)境,非常適合應(yīng)用在多串鋰電的便攜式儲(chǔ)能應(yīng)用場景。

除了以上三種芯片,茂睿芯在整個(gè)功率段都有完整的解決方案。在ACDC PWM芯片上,有電壓型的LLC、PFC芯片,針對(duì)寬范圍輸出的快充應(yīng)用有110V的CCM+QR控制器,針對(duì)固定電壓輸出的40V CCM+QR控制器,針對(duì)氮化鎵的110V耐壓的高頻QR控制器以及一系列集成功率板的控制器(集成MOS的功率達(dá)到35W,集成GaN的達(dá)到65W)。

在65W集成方案上,茂睿芯的MK2789/80采用了領(lǐng)先的LD-GaN?技術(shù),提升了氮化鎵的ESD能力和過載能力,優(yōu)化了氮化鎵在中大功率系統(tǒng)的可靠性;其次MK2789/80采用了低應(yīng)力的驅(qū)動(dòng)技術(shù),并且沿用了高壓VCC的技術(shù);另外MK2789/80分別內(nèi)置了0.2/0.18Ω,方便客戶對(duì)不同的效率和溫升要求做不同的選擇。

茂睿芯(深圳)科技有限公司創(chuàng)立于2017年,公司致力于高性能模擬和混合信號(hào)集成電路設(shè)計(jì)、研發(fā)、銷售與技術(shù)服務(wù),總部設(shè)在深圳市蛇口前海自貿(mào)區(qū),在華北、華東和西北分別設(shè)立了研發(fā)中心和辦事處。公司核心成員都曾有在歐美及國內(nèi)一流半導(dǎo)體公司長期工作的閱歷和經(jīng)驗(yàn),在通信、工業(yè)以及消費(fèi)類電源領(lǐng)域業(yè)績卓著,具有良好的市場開拓能力。

茂睿芯長期致力于模擬和混合信號(hào)集成電路芯片級(jí)和系統(tǒng)級(jí)解決方案開發(fā),公司主要產(chǎn)品定位于高性能電源管理、汽車電子、功率驅(qū)動(dòng)模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)及傳感器技術(shù)等應(yīng)用。公司持續(xù)大力投入先進(jìn)產(chǎn)品的研發(fā),每年?duì)I業(yè)收入的20%以上用于R&D,并與國內(nèi)著名企業(yè)、科研院校展開多個(gè)技術(shù)項(xiàng)目合作。公司同時(shí)與國內(nèi)外晶圓代工企業(yè)展開戰(zhàn)略合作,在先進(jìn)工藝制程上積累大量知識(shí)產(chǎn)權(quán),具備快速研發(fā)及量產(chǎn)模擬和混合信號(hào)集成電路能力。

公司依托其在模擬和混合信號(hào)半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)積累和運(yùn)營經(jīng)驗(yàn),不斷創(chuàng)新并推出技術(shù)領(lǐng)先的芯片產(chǎn)品系列,致力于成為國際一流的模擬和混合信號(hào)集成電路品牌。