MOSFET變關鍵了

多年前5V/2A充電的時候，快充電源里幾乎沒有MOSFET的事。10W的功率，用幾個二極管和三極管就搞定了。但PD3.0改變了這個局面，最高20V/5A（100W）輸出，功率翻了十倍，頻率也上去了，二極管扛不住，因為損耗太大、發熱太重。MOSFET已經成了PD快充里繞不開的器件。

30W是分界線。30W以下的PD充電器，MOSFET很少，二三極管和阻容就夠了；30W以上，MOSFET的選型才開始變得關鍵，功率越高，需要的管子越多，選型也越講究。

PD快充里的MOSFET

MOSFET在PD快充BOM中的成本占比相當高，不是配角，是整個電源方案里成本占比最大的器件之一。PD快充里，MOSFET主要出現在兩個位置。

位置一：Vbus負載開關

Type-C接口到電路之間，需要一只開關管控制Vbus通斷。設備接入時打開通路，拔出或異常時切斷，防止倒灌和過流。

這個位置主流采用N溝道MOSFET。相比P溝道，N溝道的導通電阻(Rds(on))更容易做低，驅動方案成熟，成本也更有優勢，已經成為市場主流選擇。

選型要點就一個字：低。導通內阻必須低。

負載開關Vbus上流的是全電流，內阻越高，損耗越大，發熱越嚴重。

封裝方向以DFN3×3和DFN5×6為主流，兼顧小型化和散熱。

按功率段推薦合科泰型號：

• 20W（20V/1A）：HKTQ65N03，30V/65A，Rds(on) 3.8mΩ，DFN3×3

• 45W（20V/2.25A）：HKTQ40N40，40V/40A，Rds(on) 7.5mΩ，DFN3×3

位置二：同步整流

反激式PD充電器的副邊，傳統方案用肖特基二極管整流。但二極管有0.3-0.7V的正向壓降，在低壓大電流輸出時（比如5V/3A），這個壓降占到了輸出電壓的6-14%，效率損失很明顯。

換成N溝道MOSFET做同步整流，導通壓降=導通電阻(Rds(on))×電流，做到幾毫歐級別時，損耗遠低于肖特基二極管。

同步整流MOSFET的耐壓選擇取決于輸出電壓。5V/9V輸出選60V耐壓即可，12V/15V/20V輸出建議選100V耐壓，留足余量。

按功率段和輸出電壓推薦合科泰型號：

• 20W/30W（5V-9V輸出）：HKTD50N06，60V/50A，Rds(on) 13.5mΩ，TO-252

• 30W/45W（12V-20V輸出）：HKTG48N10，100V/79A，Rds(on) 8mΩ，DFN5×6

選型邏輯總結

PD快充MOSFET選型，三個參數需要注意。優先保證導通電阻Rds(on)，決定了導通損耗和溫；DFN5×6封裝是萬金油通用性高，空間緊張用DFN3×3，高功率雙管并聯；柵極電荷Qg影響了開關損耗和驅動要求，需要關注大功率和高壓側位置。

功率段越往上，導通電阻Rds(on)要求越苛刻，封裝越大，價格也越高。但成本不是簡單看單價——內阻低一檔，散熱片可能省掉，整機成本反而下降。

做PD快充的客戶，上來先問四個問題：輸出幾口、總功率多少、什么拓撲、MOSFET封裝和內阻要求。問完這四個，選型基本就定了。除了MOSFET，合科泰還能為PD快充提供整流橋、快恢復二極管、ESD保護管等分立器件。MOSFET用量最大，二三極管和阻容搭配著一起選，省得東找西找。