一、快充與場(chǎng)效應(yīng)管

消費(fèi)電子市場(chǎng)的火爆場(chǎng)面拉動(dòng)了快充的內(nèi)需，而快充的興起也帶動(dòng)了MOSFET的需求增長(zhǎng)。

用于整流同步的MOS管，可以保證在快充電源提高電壓來達(dá)到高電流高功率充電時(shí)的用電安全性。而低電壓高電流充電的“閃充”對(duì)整流同步的MOS管要求更為嚴(yán)苛，MOS管用量也呈上升趨勢(shì)。

【預(yù)計(jì)2022年全球充電器市場(chǎng)規(guī)模，圖數(shù)據(jù)源自未來智庫(kù)】

目前鋰電材料及儲(chǔ)能研究技術(shù)步伐仍無法跟上人民依賴電子設(shè)備程度的增長(zhǎng)，電子設(shè)備的續(xù)航問題沒有大的突破性進(jìn)展，快充的興起就顯得尤為重要。市場(chǎng)為了解決各家不同快充技術(shù)的使用局限性，推出USB PD協(xié)議來統(tǒng)一快充技術(shù)。

2020年5月，Wei YongXiang設(shè)計(jì)了一款符合USB PD協(xié)議的快充移動(dòng)電源，采用三段式充電和四開關(guān)管升降壓電路，并且選用了我們VBsemi微碧半導(dǎo)體的場(chǎng)效應(yīng)管，實(shí)現(xiàn)了兼容性強(qiáng)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(zhuǎn)換效率率高，延長(zhǎng)鋰電池壽命等優(yōu)點(diǎn)。

【USB PD快充移動(dòng)電源結(jié)構(gòu)圖】

二、系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

主電路部分設(shè)計(jì)參數(shù)

• 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(jié)鋰電池串聯(lián)
• 控制核心：數(shù)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(tài)電容
• 開關(guān)電源電路采用四開關(guān)Buck-Boost電路結(jié)構(gòu)

【四開關(guān)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(dǎo)通電阻較小

文中選用的MOS管是VBsemi微碧半導(dǎo)體的產(chǎn)品VBQA1302，VDS=30V，Rds（on）=1.8mΩ。微碧還有其他型號(hào)的產(chǎn)品可供選擇。

可選用的功率場(chǎng)效應(yīng)管：

①VBQA1302

②VBQA1303

③VBQA1301

④VBZQA120N03

⑤VBZQA80N03

【可選用的VBsemi微碧MOS管型號(hào)】

下面是文獻(xiàn)中提到的系統(tǒng)其他部分的電路圖

【type c端口監(jiān)測(cè)模塊】

【鋰電池保護(hù)模塊電路圖】

【給控制核心供電的輔助電源模塊電路圖】

三、參考文獻(xiàn)

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[3]孫麗,史冊(cè).鋰離子電池快充技術(shù)的研究進(jìn)展[J].電源技術(shù),2017,41(07):1085-1088.

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