前言

在當(dāng)今科技發(fā)展的浪潮中，USB PD快充技術(shù)正不斷突破創(chuàng)新，其功率持續(xù)向100W以上邁進(jìn)。隨著快充功率的升級(jí)，適配器的功率密度也在不斷提升，這使得適配器內(nèi)部的空間變得愈發(fā)緊湊。整流橋作為交流輸入的首要功率器件，在這樣的環(huán)境下，如何平衡其發(fā)熱問題與電磁干擾，成為了設(shè)計(jì)過程中亟待解決的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)的插件式橋堆存在著明顯的弊端，它占用的電路板面積較大，而且散熱性能也十分有限，難以契合當(dāng)下高密度設(shè)計(jì)的實(shí)際需求。本文將從整流橋在快充中的功能展開，以合科泰的整流橋?yàn)槔钊胩接憽?/p>

整流橋在快充中的功能分析

在現(xiàn)代PD快充適配器的設(shè)計(jì)中，通常會(huì)采用兩級(jí)架構(gòu)。當(dāng)交流輸入電流進(jìn)入適配器后，首先會(huì)經(jīng)過電磁干擾濾波器，這個(gè)濾波器能夠有效過濾掉外界的電磁干擾，保證后續(xù)電路的穩(wěn)定運(yùn)行。經(jīng)過濾波器處理后的交流電流，會(huì)進(jìn)入整流橋，整流橋會(huì)將交流電流轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)直流電流，為后續(xù)的功率因數(shù)校正電路提供合適的輸入。

整流橋在整個(gè)快充過程中承受著多方面的工作壓力：

電壓壓力：在實(shí)際的使用場(chǎng)景中，輸入電壓最高可達(dá)到264V交流。經(jīng)過整流橋的轉(zhuǎn)換后，峰值電壓大約會(huì)達(dá)到373V?？紤]到電網(wǎng)可能存在的波動(dòng)以及瞬間產(chǎn)生的尖峰電壓，為了確保整流橋的穩(wěn)定運(yùn)行，在選擇器件時(shí)，需要選用耐壓值在600V以上的器件，這樣才能留出足夠的安全余量，避免因電壓過高而對(duì)整流橋造成損壞。

電流壓力：整流橋的平均輸入電流主要取決于適配器的輸出功率和效率。但需要特別注意的是，在電容充電的過程中，整流橋需要承受浪涌電流。這種浪涌電流通常是平均電流的3至5倍。這就對(duì)整流橋的電流承載能力提出了很高的要求，需要其能夠在短時(shí)間內(nèi)承受較大的電流沖擊，而不發(fā)生損壞。

發(fā)熱損耗：整流橋的發(fā)熱損耗主要是由導(dǎo)通損耗構(gòu)成的。當(dāng)電流流經(jīng)整流橋內(nèi)部的二極管時(shí)，由于二極管存在一定的電阻，根據(jù)焦耳定律，電流通過電阻時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量。這些熱量如果不能及時(shí)散發(fā)出去，會(huì)導(dǎo)致整流橋的溫度升高，進(jìn)而影響其性能和壽命。

開關(guān)壓力：盡管整流橋是工作在工頻頻率下，但在二極管的關(guān)斷過程中，會(huì)產(chǎn)生高頻振蕩。這種高頻振蕩會(huì)對(duì)電磁干擾表現(xiàn)產(chǎn)生影響，可能會(huì)干擾周圍其他電子設(shè)備的正常運(yùn)行，同時(shí)也可能會(huì)導(dǎo)致整流橋自身的電磁兼容性變差。因此，在設(shè)計(jì)整流橋時(shí)，需要采取有效的措施來抑制這種高頻振蕩，以降低電磁干擾。

合科泰整流橋的關(guān)鍵特性

合科泰精心打造并提供了一套完整的整流橋產(chǎn)品系列，這些產(chǎn)品專門針對(duì)快充應(yīng)用進(jìn)行了深度優(yōu)化，展現(xiàn)出諸多卓越特性：

低正向壓降：合科泰整流橋采用了經(jīng)過精心設(shè)計(jì)與優(yōu)化的芯片結(jié)構(gòu)。相較于行業(yè)平均水平，其正向壓降降低了5%至8%。這一優(yōu)勢(shì)能夠顯著減少整流橋在導(dǎo)通狀態(tài)下所產(chǎn)生的發(fā)熱損耗。較低的正向壓降意味著在電流通過整流橋時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為熱能的比例大幅降低，從而提高了整流橋的工作效率，同時(shí)也減少了因發(fā)熱可能帶來的性能衰減和安全隱患。

散熱特性優(yōu)化：合科泰整流橋采用了貼片封裝技術(shù)。這種封裝方式通過直接與電路板銅箔焊接，極大地提升了散熱性能。衡量芯片向周圍環(huán)境散熱能力的熱阻參數(shù)可低至35℃每瓦，這一數(shù)值遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的插件封裝。較低的熱阻意味著芯片產(chǎn)生的熱量能夠更快速、高效地散發(fā)到周圍環(huán)境中，有效避免了因熱量積聚而導(dǎo)致的溫度過高問題，進(jìn)一步保障了整流橋的穩(wěn)定運(yùn)行。

高可靠性：合科泰對(duì)旗下所有整流橋器件都進(jìn)行了嚴(yán)格的高溫反偏測(cè)試。通過這一測(cè)試，能夠確保整流橋在長期工作過程中的穩(wěn)定性。在高溫反偏的惡劣條件下，整流橋依然能夠保持良好的性能，不會(huì)出現(xiàn)因溫度和電壓變化而導(dǎo)致的性能下降或故障，為快充設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的保障。

封裝選型與電路板布局優(yōu)化

從傳統(tǒng)的插件封裝向貼片封裝(例如SOP-4)轉(zhuǎn)變，具有顯著優(yōu)勢(shì)。占板面積能夠大幅減少75%，與此同時(shí)，熱阻降低約30%。這一轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌β势骷尫懦龈嗟目臻g，有助于提升電路板的整體集成度。

針對(duì)不同的功率等級(jí)需求，合科泰精心提供了諸如SOP-4和SMBF等貼片封裝選項(xiàng)。其中，SOP-4封裝適用于65W級(jí)的快充設(shè)計(jì)，而SMBF封裝則更契合100W級(jí)快充設(shè)計(jì)，為不同功率的快充應(yīng)用提供了精準(zhǔn)適配的解決方案。

總結(jié)

在高功率密度PD快充適配器的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，整流橋的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，需進(jìn)行系統(tǒng)化考量，力求在效率、熱管理與電磁干擾抑制之間達(dá)成精妙平衡。合科泰貼片橋堆系列憑借其顯著優(yōu)勢(shì)脫穎而出。該系列具備低正向壓降、低熱阻以及高可靠性等突出特點(diǎn)。當(dāng)它與合理的電路板布局、科學(xué)的散熱設(shè)計(jì)以及有效的吸收電路相結(jié)合時(shí)，能夠卓有成效地應(yīng)對(duì)100W級(jí)快充所帶來的工程挑戰(zhàn)。

公司介紹

合科泰成立于1992年,是一家集研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售一體化的專業(yè)元器件高新技術(shù)及專精特新企業(yè)。專注提供高性價(jià)比的元器件供應(yīng)與定制服務(wù)，滿足企業(yè)研發(fā)需求。

產(chǎn)品供應(yīng)品類：全面覆蓋分立器件及貼片電阻等被動(dòng)元件，主要有MOSFET、TVS、肖特基、穩(wěn)壓管、快恢復(fù)、橋堆、二極管、三極管、電阻、電容。

兩大智能生產(chǎn)制造中心：華南和西南制造中心(惠州7.5萬㎡+南充3.5萬㎡)配備共3000多臺(tái)先進(jìn)設(shè)備及檢測(cè)儀器;2024年新增3家半導(dǎo)體材料子公司，從源頭把控產(chǎn)能與交付效率。

提供封裝測(cè)試OEM代工：支持樣品定制與小批量試產(chǎn)，配合100多項(xiàng)專利技術(shù)與ISO9001、IATF16949認(rèn)證體系，讓“品質(zhì)優(yōu)先”貫穿從研發(fā)到交付的每一環(huán)。

合科泰在始終以“客戶至上、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)”為核心，為企業(yè)提供穩(wěn)定可靠的元件。