采用了高達(dá)110V的工藝制程的茂睿芯MK9016解析

人類社會(huì)的進(jìn)步離不開(kāi)社會(huì)上各行各業(yè)的努力，各種各樣的電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代離不開(kāi)我們的設(shè)計(jì)者的努力，其實(shí)很多人并不會(huì)去了解電子產(chǎn)品的組成，比如同步整流。

隨著5G相關(guān)設(shè)備的加快建設(shè)，以及傳統(tǒng)手持式電動(dòng)工具的越發(fā)普及。動(dòng)力鋰電池、通信儲(chǔ)能鋰電池的出貨量逐年增長(zhǎng)。實(shí)際應(yīng)用中每一個(gè)鋰電池PACK都少不了BMS(battery management system)的管理，BMS的出貨量也是水漲船高。廣泛的應(yīng)用對(duì)BMS的待機(jī)和可靠性也提出了更高的要求，為了增加電池設(shè)備的使用時(shí)長(zhǎng)，要求應(yīng)用設(shè)備在關(guān)機(jī)時(shí)BMS待機(jī)《400A。

在平常設(shè)計(jì)電源的過(guò)程中，我們經(jīng)常會(huì)在DCDC芯片規(guī)格書(shū)中遇到電源的整流方式，有的是異步整流有的是同步整流。

以此為契機(jī)，茂睿芯發(fā)布了國(guó)內(nèi)首款輸入電壓高達(dá)110V，待機(jī)電流《100uA的高效率同步Buck芯片。至此，茂睿芯的120V BCD 模擬平臺(tái)IP已經(jīng)完全成熟，在此平臺(tái)上已快速開(kāi)發(fā)出了多款國(guó)內(nèi)首創(chuàng)：業(yè)界最快(關(guān)斷延時(shí)10ns)的115V CCM同步整流控制器MK1808;國(guó)內(nèi)首款4A Source/Sink驅(qū)動(dòng)電流的120V 半橋驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品MD18211;以及這次的國(guó)內(nèi)首款110V輸入、待機(jī)小于100uA的同步降壓(Buck)轉(zhuǎn)換器芯片MK9016。很快茂睿芯還會(huì)有100V等級(jí)的國(guó)內(nèi)首款重量級(jí)芯片產(chǎn)品發(fā)布，敬請(qǐng)期待。

異步整流和同步整流的區(qū)別，就在于同步整流采用了通態(tài)電阻極低的MOSFET管代替了二極管。相比于異步整流使用的二極管來(lái)說(shuō)，同步整流大大的降低了損耗!但是價(jià)格也相對(duì)昂貴!

一、 BMS實(shí)現(xiàn)低待機(jī)的傳統(tǒng)方案

由于傳統(tǒng)的高壓DC-DC普遍待機(jī)》300A，加之系統(tǒng)的損耗很難滿足《400A的標(biāo)準(zhǔn)。所以為了實(shí)現(xiàn)BMS的低待機(jī)問(wèn)題，應(yīng)用工程師往往需要給BMS做兩路供電：低待機(jī)的LDO +高壓DC-DC，如下圖所示。LDO一直出3.3V給MCU供電，保證工作和待機(jī)時(shí)MCU工作穩(wěn)定，以便待機(jī)時(shí)MCU能夠關(guān)掉DC-DC;DC-DC提供更大的能量保證系統(tǒng)在工作時(shí)其它部分的用電。

整流電路會(huì)通過(guò)開(kāi)關(guān)電流，因而會(huì)在開(kāi)關(guān)處產(chǎn)生損耗，以至于影響效率。異步整流時(shí)，二極管的正壓導(dǎo)通壓降Vf會(huì)通過(guò)電流特別是在輕載時(shí)，二極管大部分時(shí)間會(huì)在這種狀態(tài)下。即使是肖特基二極管，開(kāi)關(guān)電流為1A時(shí)的VF上產(chǎn)生的損耗也將高達(dá)0.3～0.5W左右。

二、 采用MK9016輕松實(shí)現(xiàn)BMS低待機(jī)

茂睿芯MK9016具有自主專利的待機(jī)模式，保證待機(jī)時(shí)Iin《100A ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于國(guó)內(nèi)外的競(jìng)品：采用MK9016的BMS可以在不關(guān)掉MK9016的情況下，輕松搞定待機(jī)《400A的要求。這樣無(wú)需額外的LDO來(lái)給MCU供電，可以將MCU一直連接在DCDC的輸出上，節(jié)省一路LDO，使得布板更加簡(jiǎn)單，提高系統(tǒng)可靠性并優(yōu)化成本，如下圖所示。

本文只能帶領(lǐng)大家對(duì)同步整流有了初步的了解，對(duì)大家入門會(huì)有一定的幫助，同時(shí)需要不斷總結(jié)，這樣才能提高專業(yè)技能，也歡迎大家來(lái)討論文章的一些知識(shí)點(diǎn)。