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USB PD大功率快充移動電源中的N溝道MOS管
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一、快充與場效應管
消費電子市場的火爆場面拉動了快充的內需，而快充的興起也帶動了MOSFET的需求增長。
用于整流同步的MOS管，可以保證在快充電源提高電壓來達到高電流高功率充電時的用電安全性。而低電壓高電流充電的“閃充”對整流同步的MOS管要求更為嚴苛，MOS管用量也呈上升趨勢。
【預計2022年全球充電器市場規模，圖數據源自未來智庫】
目前鋰電材料及儲能研究技術步伐仍無法跟上人民依賴電子設備程度的增長，電子設備的續航問題沒有大的突破性進展，快充的興起就顯得尤為重要。市場為了解決各家不同快充技術的使用局限性，推出USB PD協議來統一快充技術。
2020年5月，Wei YongXiang設計了一款符合USB PD協議的快充移動電源，采用三段式充電和四開關管升降壓電路，并且選用了我們VBsemi微碧半導體的場效應管，實現了兼容性強的大功率快充功能，充放電效率大于等于93.3%，具有外圍器件需求小，電轉換效率率高，延長鋰電池壽命等優點。
【USB PD快充移動電源結構圖】
二、系統電路設計
主電路部分設計參數
- 最大充電功率：90W（20W/4.5A）
- 最大輸出功率：65W（20V/4.5A）
- 電池組：四節鋰電池串聯
- 控制核心：數字電源管理SOC芯片EDP3010
- 電感L＞13.8μF
- 電容：22μF貼片電容*3，35V耐壓120μF固態電容
- 開關電源電路采用四開關Buck-Boost電路結構
【四開關升降壓主電路】
Mos管的選擇條件：
- l 承受耐壓20V
- l 承受最大電流＞9A
- l 導通電阻較小
文中選用的MOS管是VBsemi微碧半導體的產品VBQA1302，VDS=30V，Rds（on）=1.8mΩ。微碧還有其他型號的產品可供選擇。
可選用的功率場效應管：
①VBQA1302
②VBQA1303
③VBQA1301
④VBZQA120N03
⑤VBZQA80N03
【可選用的VBsemi微碧MOS管型號】
下面是文獻中提到的系統其他部分的電路圖
【type c端口監測模塊】
【鋰電池保護模塊電路圖】
【給控制核心供電的輔助電源模塊電路圖】
三、微碧半導體MOS管封裝及應用
微碧半導體企業主要產品的封裝有：SOP-8 、TO-220（F）、TO-263、TO-247、TO-252、TO-251、SOT-23、SOT-223、SOT-89、QFN、AO3400、IRF540、IRF630等系列封裝產線。
【微碧部分MOS管產品封裝】
廣泛應用于3C數碼、安防設備、測量儀器、廣電教育、家用電器、軍工/航天、可穿戴設備、汽車電子、網絡通信、物聯網IoT、新能源、醫療電子、照明電子、智能家居、電腦主板顯卡、MID\UMPC 、GPS、藍牙耳機、PDVD、車載DVD、汽車音響、液晶顯示器、移動電源、手機電池（鋰電池保護板）、LED電源等產品。微碧半導體有限公司以飽滿的激情，拼搏務實的干勁，不斷創新進取，致力于為客戶群體打造出一座高效、便捷、直通、優質的服務橋梁。
四、參考文獻
[1]魏永祥. USB_PD協議快充移動電源設計[D].南華大學,2020.
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[4]程奔宇.淺析快速充電技術在智能手機的應用[J].科技創新與應用,2014(17):33-34.
[5]丁成功,王升鴻.便攜式移動電源的研究與設計[J].伺服控制,2013(04):67-69.
[6]未來智庫,功率半導體行業深度報告：漲價潮與國產替代驅動業績增長
