前言

在快充和高功率密度適配器迅速升級的趨勢下，傳統(tǒng)硅器件在開關(guān)頻率、效率和溫升控制方面已稍顯不足。為了在有限體積內(nèi)做到更高功率、更高效率和更低溫升，越來越多廠商開始引入具備更高耐壓裕量、更低開關(guān)損耗的 SiC 器件。

與控制器 + 外置驅(qū)動 + 分立 SiC MOSFET的離散方案相比，合封 SiC 控制器將 SiC 開關(guān)管與控制、驅(qū)動深度集成在同一芯片內(nèi)，不僅可以在高頻準(zhǔn)諧振、輕載節(jié)能等控制策略下提升整機(jī)效率，還能在 BOM 精簡、寄生參數(shù)控制、EMI 優(yōu)化和批量可制造性方面帶來明顯優(yōu)勢，對工程調(diào)試和量產(chǎn)一致性尤為有利。

為了讓業(yè)界更好地了解這一高效技術(shù)路線，充電頭網(wǎng)特別整理了近期熱門的合封SiC快充芯片。

MERAKI茂睿芯

茂睿芯MK2799DAM

MK2799DAM 是茂睿芯面向 65W 級 PD 適配器與多口充電器推出的合封式 SiC 控制器，其設(shè)計(jì)思路圍繞“整合、匹配與可制造性”展開。該芯片內(nèi)部集成了一顆額定約 750V、導(dǎo)通電阻為 450mΩ 的 SiC 功率管，并配套內(nèi)部驅(qū)動與準(zhǔn)諧振反激控制邏輯，從而在單芯片層面實(shí)現(xiàn)了功率開關(guān)與驅(qū)動的協(xié)同優(yōu)化。

MK2799DAM 支持 16–30V 的 VCC 工作電壓范圍，VCC耐壓為35V，典型工作頻率為 135kHz，采用 ESOP10 封裝并支持單面波峰焊工藝，解決了消費(fèi)電子制造對波峰/回流兼容性的剛性需求，尤其是適配器產(chǎn)品。

在效率方面，MK2799DAM 在 230VAC 的實(shí)驗(yàn)板驗(yàn)證上峰值效率可達(dá) 94.2%，在 90VAC 低電壓情況下仍能維持約 91% 級別效率，115VAC、常見工況點(diǎn)也接近 92–93% 的表現(xiàn)。與此同時(shí)，MK2799DAM 在同等效率條件下的板面/表面溫度明顯低于傳統(tǒng)硅方案，這一優(yōu)勢可直接轉(zhuǎn)化為商業(yè)價(jià)值，即可以省去散熱片，獲得更低的散熱設(shè)計(jì)成本與更高的長期可靠性。

同時(shí)為了解決適配器（帶線）線上短路與線端殘壓帶來的異常工況，MK2799DAM 在參考電壓環(huán)處采取了抬高策略以提升系統(tǒng)短路時(shí)的容錯能力；此外，芯片還內(nèi)置了全面的保護(hù)與系統(tǒng)級優(yōu)化特性，并提供了針對不同外部器件的驅(qū)動電壓/速度匹配，使同一套片在面對不同廠商或不同規(guī)格的 SiC MOS管時(shí)能夠維持 EMI/效率與驅(qū)動穩(wěn)定性的平衡。

相比起“控制器 + 外置 SiC 驅(qū)動 + 分立 SiC 管”的傳統(tǒng)做法，合封方案在 BOM 簡化、PCB 布局與寄生參數(shù)控制上具有天然優(yōu)勢，省去獨(dú)立驅(qū)動器件不僅縮短了驅(qū)動回路路徑，降低寄生電感和環(huán)路噪聲，也減輕了工程調(diào)試工作量。同時(shí)，高頻優(yōu)化的驅(qū)動與自適應(yīng)開關(guān)頻率邏輯可在輕載到重載區(qū)間都有利于提高系統(tǒng)平均效率并降低被動器件體積，從而實(shí)現(xiàn)更高的功率密度。

MK2799DAM 的定位明確面向 PD 多口與單口 65W 峰值場景，既能滿足消費(fèi)級體積與外形約束，又具備在更寬輸入電壓與更嚴(yán)苛工況下的可靠性，體現(xiàn)了從器件到系統(tǒng)的協(xié)同工程設(shè)計(jì)思路。

Si-Power硅動力

硅動力SP9477W

SP9477W是無錫硅動力面向快充與高功率密度適配器應(yīng)用推出的集成型高頻準(zhǔn)諧振反激控制器，內(nèi)部集成700V SiC功率器件，在同類方案中具備更高耐壓裕量與更優(yōu)開關(guān)性能。通過準(zhǔn)諧振谷底鎖定控制及中輕載頻率折返、Burst 模式自適應(yīng)調(diào)節(jié)，SP9477W在全負(fù)載范圍實(shí)現(xiàn)高效率與低噪聲兼顧，既有利于提升USB-PD/Type-C快充適配器的能效等級，也便于廠商在有限體積內(nèi)實(shí)現(xiàn)更高功率密度設(shè)計(jì)。同時(shí)，SiC器件一體化集成有效簡化了外圍電路與設(shè)計(jì)調(diào)試工作，有助于縮短整機(jī)開發(fā)周期。

在系統(tǒng)可靠性與EMI性能方面，SP9477W內(nèi)置輸入欠壓/過壓、初級限流、過溫等多重保護(hù)機(jī)制，并提供可配置 OCP 保護(hù)以適配不同規(guī)格輸出平臺；配合動態(tài)驅(qū)動能力調(diào)整技術(shù)，可有效降低次級整流管的電壓、電流應(yīng)力，提升整機(jī)長期可靠性。SP9477W集成頻率抖動功能，有助于優(yōu)化EMI裕量，配合增強(qiáng)散熱型 ESOP10W 封裝，大幅降低工作溫升。在65 W適配器應(yīng)用中，SP9477W在230Vac下可實(shí)現(xiàn)高達(dá)94.6%的轉(zhuǎn)換效率，非常適用于PD/PPS適配器、手機(jī)快充以及各類高功率密度電源的量產(chǎn)應(yīng)用。

1、硅動力新品SP9477W：內(nèi)置SiC器件的快充革新方案

充電頭網(wǎng)總結(jié)

通過對茂睿芯硅與動力相關(guān)方案的盤點(diǎn)，不難發(fā)現(xiàn)，合封 SiC 已逐漸走進(jìn)大眾視野，充電頭網(wǎng)也從供應(yīng)鏈了解到，目前已有多家企業(yè)將這類控制器應(yīng)用到產(chǎn)品中，讓電源適配器效率有效提升、發(fā)熱有效降低、體積大幅精簡，這些突破能直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品在場景中的實(shí)用價(jià)值。

隨著第三代半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)一步沉入，合封SiC方案有望成為中大功率充電的新標(biāo)配。這類不僅加速了快產(chǎn)品向更高功率密度迭代，也為電源行業(yè)提供了一條增加多重的能效升級路徑。對于追求終極產(chǎn)品力的廠商方面，擁抱合封SiC，即是擁抱下一代快充市場的主流趨勢。