茂睿芯推出无损电流检测，65W集成GaN 的AC/DC转换器MK2706-Ameya360 electronic components purchasing network

茂睿芯推出无损电流检测，65W集成GaN 的AC/DC转换器MK2706

Release time：2024-09-14

author：AMEYA360

source：茂睿芯

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　　一、背景

　　氮化镓(GaN)凭借着高效率、高功率密度和快速开关的优势，在消费类(快充、手机、LED)、汽车激光雷达、数据中心等领域迅速崛起。据TrendForce《2023 GaN功率半导体市场分析报告》显示，全球GaN功率元件市场规模将从2022年的1.8亿美金成长到2026年的13.3亿美金，复合增长率高达65%。在快充领域，Trendforce预计2025年氮化镓的渗透率也将超过50%。从技术演化的角度来看，在65W以下的快充和适配器领域GaN驱动技术经历了几个阶段：

茂睿芯推出无损电流检测，65W集成GaN 的AC/DC转换器MK2706

　　1、初期：

　　使用硅基驱动器配合外部电路驱动GaN

　　2、过渡期：

　　采用专用的GaN PWM控制器驱动GaN

　　3、当前主流：

　　65W以下广泛采用PWM控制器与GaN集成的技术

　　然而，随着技术的不断发展，业界仍然面临着一些挑战：

　　1、驱动问题：

　　由于GaN的特性，驱动器的设计和驱动电路的布局变得非常关键。必须确保安全、高效的驱动方式，以避免驱动震荡引起可靠性和EMI问题。

　　2、散热问题：

　　系统在低电压输入(Low Line)时的散热瓶颈，需要进一步提升效率。

　　3、集成度问题：

　　进一步缩小体积，提高集成度，以满足小型化需求。

　　为了应对这些挑战，业界已经采取了一些技术措施：

　　1、设计专门的GaN PWM驱动器，并和GaN集成以最小化驱动环路;

　　2、引入电流无损检测电路;

　　3、提高集成度，将GaN驱动器、GaN功率器件和无损电流检测集成在一起。

　　二、五合一GaNControlTM PWM 芯片：MK2706

茂睿芯推出无损电流检测，65W集成GaN 的AC/DC转换器MK2706

　　在这样的行业背景下，茂睿芯推出了集成化程度更高的五合一GaNControlTM PWM 芯片MK2706，进一步提升了集成度和功率密度，并且实现：无损检测、安全驱动。

　　三、MK2706 核心功能

　　准谐振(QR)PWM控制器

　　GaN驱动器

　　GaN功率器件

　　宽范围单VCC供电(8V-85V)

　　电流无损检测电路

茂睿芯推出无损电流检测，65W集成GaN 的AC/DC转换器MK2706

　　MK2706是基于茂睿芯广受客户认可的四合一MK2789系列产品开发而成。MK2789系列已经集成了QR PWM控制器、驱动器、GaN功率器件和宽范围VCC供电。新一代产品MK2706在此基础上，最终实现高效率、高功率密度、高可靠性和低成本的PD解决方案。

茂睿芯推出无损电流检测，65W集成GaN 的AC/DC转换器MK2706

　　四、MK2706 产品优势

　　1、节省损耗

　　显著提高Low Line工作效率：在65W@90V输入条件下，效率提升0.3%-0.4%;

　　90V输入时的热管理更加容易。

　　无损检测节省损耗和对效率影响计算：

　　节省采样电阻功耗，按65W计算，90V输入Ip_rms≈1.1A，Rcs=250mR，可节约Rcs损耗300mW;

　　当前65W 90V输入效率约92.5%，输入功率约为65/92.5%=70.27W;

　　效率提升=(65/(70.27-0.3))%-92.5%=0.39%。

　　2、安全驱动

　　驱动路径大幅缩短，减少了驱动回路寄生电感和寄生电容的影响;

　　创新性地集成了米勒钳位电路，进一步提高了驱动的可靠性和效率。

　　3、简化外围电路设计

　　宽范围VCC供电(9V-85V)，对于PD调压输出(3.3V-20V)，也可省去VCC LDO供电电路;

　　无损电流检测部分不需要外供电或者VCC电容，进一步简化外围设计;

　　整个芯片外围器件非常少，节省加工成本。

　　五、MK2706 系统板实测

　　为了验证GaNControlTM技术的实际表现，我们进行了系统板测试：

　　1、原理图与PCB布局

　　整个ACDC功率级原边只有11个贴片电阻、7个贴片电容。贴片原件都放置于PCB背面，外围电路十分简单明了。

　　2、效率测试

茂睿芯推出无损电流检测，65W集成GaN 的AC/DC转换器MK2706

　　MK2706 输入电压90V时满载效率可达93%

　　结语

　　秉承"关注客户需求，寻求客户满意"的服务宗旨，茂睿芯始终致力于开发能够真正帮助客户的产品，这款65W集成GaN 的AC/DC转换器MK2706的设计初衷正是为了让客户能够更省钱、省事、省心!

　　茂睿芯坚信具有无损检测、安全驱动的高度集成五合一芯片方案将进一步推动PD快充工程技术发展。我们将以MK2706为起点持续挖掘客户需求，坚持创新，推出更多实惠、高效且可靠的芯片产品!

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行业新闻

茂睿芯推出国内首款直驱SiC MOSFET flyback AC/DC产品MK2606S

　　一、前言　　碳化硅(SiC)作为第三代宽禁带半导体，SiC MOSFET因其高耐压、高频开关、耐高温、低通态电阻、低开关损耗和内阻随温度漂移小等特点，已广泛应用于高频、高压功率系统，如新能源汽车与充电桩、光伏与储能、航天、航空、通信等领域。目前，碳化硅(SiC)已经得到大批量验证，其可靠性远优于传统硅(Si)器件。在传统工业级电源中，面对高母线电压下功率器件耐压不足的问题往往需要双管反激拓扑来解决，从而导致成本升高。市面上的方案通常为固定频率、无谷底导通，随着母线电压越高开关损耗越大，即使使用了SiC方案，通常也需要额外的SiC专用驱动芯片，还需要考虑上电时序等诸多问题，难以在小体积系统中集成。在消费领域中，随着碳化硅产能的扩张和良率提升，成本正在快速下降，SiC功率器件也已经逐步渗透到消费级产品中，尤其是PD快充一直追求小体积、高集成度、高效率和低成本的应用场景。随着第三代半导体发展，国内已有直驱GaN方案，但面向消费级市场直驱SiC的专用PWM控制器，国内仍处于空白，针对上述这些问题，茂睿芯推出了国内首款小6 pin直驱SiC MOSFET的flyback AC/DC产品-MK2606S。　　二、MK2606S引脚图　　三、MK2606S典型应用场景　　四、MK2606S关键产品特征　　支持16~30V宽VCC供电　　驱动电压16V，可以直驱SiC MOSFET　　支持135kHz开关频率　　专有的软起机方案，在开机时可以降低次级同步整流尖峰　　抖频功能，优化系统EMI　　恒功率、Line OVP功能可开放　　SOT23-6封装　　MK2606S一图了解　　五、MK2606S直驱SiC方案在工业辅源上的优势　　1、工业辅源现阶段应用痛点　　由于母线电压高，1200V耐压的Si MOSFET难以选择，且价格高，通常需采用双管反激配800V Si MOSFET，方案略复杂;　　现有工业辅源方案通常为固定开关频率，各负载段效率难以优化;　　目前搭配的为诸如Nxx1351, Uxx28x45, Uxx2844, 都没有QR模式，开通损耗大，尤其母线电压越高时，开通损耗越大;　　为SiC辅源优化的PWM少;　　即使采用SiC MOSFET，仍需要额外加SiC驱动器和供电电路，还需要考虑上电时序等诸多问题;　　2、MK2606S 应用优势　　MK2606S可以直驱SiC，省去驱动器和供电电路，其SiC耐压做得更高，选型更容易，同时采用QR模式，降低了开关损耗等等。　　六、MK2606S直驱SiC方案在适配器上的优势　　1、MK2606S直驱SiC方案大内阻可替小内阻Si方案　　众所周知，碳化硅(SiC)的内阻随温度变化小，由下图可见，对比常温25℃和高温100℃的SiC和Si内阻曲线，Si的Rdson上涨了1.6倍，而SiC Rdson无明显上涨。　　注：通过采用48W 12V/4A适配器评估，工作频率均为135kHz，功率管封装均为TO252，且在同一块PCB上进行对比。　　上表可见，在输入90Vac满载12V/4A老化30min，虽采用了MK2606S+大内阻的SiC方案，但效率比小内阻的Si方案仍要优秀，高出0.1%。　　2、MK2606S 直驱SiC方案比Si方案温度更低　　工作频率均为135kHz，功率管封装均为TO252，且在同一块PCB上进行对比。　　实验可见，在效率相差很小的前提下，MK2606S +SiC方案比传统PWM +Si方案MOS表面温度低11.8℃，这也是得益于SiC比传统Si具有更优异的导热率。　　SiC的热导率尤为突出，比Si和GaN都要好，所以在效率相当的条件下，SiC的温度要低于Si，这一特性在实际的产品应用中，能大大降低散热材料带来的额外成本上升，譬如在适配器产品中甚至可以去掉散热器，进一步提高产线生产效率和降低人工组装成本。　　MK2606S+大内阻SiC方案可替小内阻Si方案，且效率更高、导热更好、温度更低!　　七、MK2606系列选型表　　八、结语　　茂睿芯作为国内一站式解决方案的集成电路厂商，始终走在行业前沿。早在氮化镓(GaN)技术兴起之初，茂睿芯便率先推出直驱式GaN控制芯片，并针对PD快充市场优化推出多功能集成芯片MK2697G，该产品至今仍是广受市场欢迎的主流方案之一。当前，随着碳化硅(SiC)技术广泛应用，茂睿芯再次把握产业趋势，推出面向工业与消费类电子领域的直驱SiC专用PWM控制器MK2606S。

2025-09-22 15:24 reading：258

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