前言

隨著USB PD 3.1協(xié)議的逐步普及，快充電源正向著更高功率密度持續(xù)演進(jìn)。USB PD 3.1標(biāo)準(zhǔn)將擴(kuò)展功率范圍（EPR）提升至最高240W（48V/5A），使USB-C接口的應(yīng)用場(chǎng)景從消費(fèi)電子延伸至高性能筆記本電腦、電動(dòng)工具、輕型電動(dòng)車(chē)等更多領(lǐng)域。這一技術(shù)趨勢(shì)推動(dòng)著快充方案向更高電壓、更大功率方向發(fā)展。

英飛凌在PD快充領(lǐng)域推出了數(shù)字混合反激（HFB）組合控制器（如XDPS2221、XDPS2222系列），配合CoolGaN?氮化鎵器件，構(gòu)成了面向140W/240W級(jí)別快充的成熟解決方案。在其參考設(shè)計(jì)中，特別是支持48V高壓輸出的方案里，主控IC（如XDP2222）、同步整流IC以及保護(hù)電路（如TL432）的輔助供電環(huán)節(jié)，均采用了耗盡型MOSFET構(gòu)建線性穩(wěn)壓電路。這一設(shè)計(jì)可直接利用耗盡型MOSFET在高壓輸入下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓功能，同時(shí)有助于降低電路靜態(tài)功耗。

ARK（方舟微）自主研發(fā)的耗盡型MOSFET產(chǎn)品，可在英飛凌PD快充方案的相關(guān)電路中實(shí)現(xiàn)Pin to Pin兼容替代。

耗盡型MOS在英飛凌PD方案中的應(yīng)用

在英飛凌140W/240W快充方案中，耗盡型MOSFET主要應(yīng)用于以下三個(gè)關(guān)鍵電路：

1. 主控IC（如XDP2222）供電電路：使用耗盡型MOSFET構(gòu)成線性穩(wěn)壓電路，將輔助繞組的寬范圍高壓輸入轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的低電壓，為XDP2222等控制器供電。
2. TL431/TL432過(guò)壓保護(hù)電路：耗盡型MOSFET搭配穩(wěn)壓管構(gòu)成過(guò)壓保護(hù)電路，在48V輸出時(shí)將TL431/TL432的陰極電壓（VKA）限制在37V以?xún)?nèi)，保護(hù)后級(jí)電路。
3. 同步整流IC供電電路：使用耗盡型MOSFET構(gòu)成線性穩(wěn)壓電路，滿足同步整流IC的供電需求。

電路如下圖所示：

ARK（方舟微）產(chǎn)品替代BS169的選型分析

針對(duì)英飛凌PD方案中常用的BSS169耗盡型MOSFET，ARK（方舟微）推薦兩款可Pin-to-Pin替代的產(chǎn)品：DMZ42C10S和 DMZ1520E 。兩款產(chǎn)品均采用SOT-23封裝，與BSS169封裝一致，可在不更改PCB布局的情況下直接替換。

參數(shù)對(duì)比如下：

兩款產(chǎn)品的特點(diǎn)如下：

DMZ42C10S與BSS169均無(wú)ESD增強(qiáng)設(shè)計(jì)，參數(shù)基本一致，適合對(duì)ESD無(wú)特殊要求的方案選型；
DMZ1520E與BSS169參數(shù)相近，且耐壓更高并采用ESD增強(qiáng)設(shè)計(jì)，適合對(duì)ESD可靠性有更高要求的方案選型。

兩款產(chǎn)品均與BSS169封裝兼容、參數(shù)相近，可在英飛凌PD快充方案中實(shí)現(xiàn)直接替代。

總結(jié)

在英飛凌140W/240W PD快充方案中，耗盡型MOSFET是輔助供電和保護(hù)電路的關(guān)鍵元件之一。ARK（方舟微）推出的DMZ42C10S和DMZ1520E兩款耗盡型MOSFET，采用SOT-23封裝，與英飛凌BSS169腳位兼容，參數(shù)相近，為設(shè)計(jì)人員在方案選型時(shí)提供了國(guó)產(chǎn)化替代的最優(yōu)選項(xiàng)。