茂睿芯氮化镓合封芯片MK2788被QCY意象40W 1A1C氮化镓充电器采用

发布时间：2023-09-11 11:01
作者：AMEYA360
来源：充电头网
阅读量：2507

　　氮化镓作为第三代半导体材料，具备高频率、高效率、低损耗的特性，现如今被广泛应用于电源芯片中。茂睿芯作为国内领先的ACDC快充品牌，一直潜心研发、优化芯片性能，曾推出多款氮化镓合封芯片供客户选择。

茂睿芯氮化镓合封芯片MK2788被QCY意象40W 1A1C氮化镓充电器采用

　　最近，充电头网采拆解意象一款40W氮化镓充电器时，发现其内部采用了一颗茂睿芯氮化镓合封芯片MK2788。

　　QCY意象40W 1A1C氮化镓充电器

　　意象的这款40W双口氮化镓充电器设有折叠插脚，整体小巧精致。充电器采用1C1A双接口设计，支持单口快充，USB-C口支持40W输出，能够为笔记本电脑充电，并支持PPS快充。对安卓手机快充也有不错的兼容性。USB-A也支持最大20W的快充输出。

　　充电器延续精简外观风格设计，机身外壳通体白色表面全部哑光处理，端角过渡圆润。机身正背面设有小圆凹面方便用户插拔使用。

　　茂睿芯氮化镓合封芯片MK2788

　　氮化镓合封芯片来自茂睿芯，型号MK2788，是一款专为PD快充应用优化的高频QR功率开关，内置650V 480mΩ氮化镓开关管。芯片具有9-90V宽范围VCC供电范围，能够覆盖PD快充的宽电压输出，无需额外器件或绕组。

　　MK2788支持多模式控制，根据负载不同自动切换DCM/QR和Burst模式，芯片具备完整全面的保护功能，具备输出过电压保护，过功率保护，VCC过压保护，同步整流短路保护和电流取样电阻短路保护。芯片采用DFN5*6封装，外围元件精简。

茂睿芯氮化镓合封芯片MK2788被QCY意象40W 1A1C氮化镓充电器采用

　　茂睿芯科技有限公司是一家致力于高性能模拟和混合信号集成电路设计、研发、销售与技术服务的公司。核心成员都曾有在欧美及国内一流半导体公司长期工作的阅历和经验，在通信、工业以及消费类电源领域业绩卓著，具有良好的市场开拓能力。主要产品定位于高性能电源管理、汽车电子、功率驱动模块、电机驱动及传感器技术等应用。公司与多个企业展开合作，在先进工艺制程上积累大量知识产权，具备快速研发及量产模拟和混合信号集成电路能力。

　　据AMEYA360了解到，意象这款40W充电器所搭载的这款MK2788氮化镓合封芯片，具备高频高效特性，其内置多模式切换功能，可以根据输出功率改变模式，有效提升充电器效率，满足能效标准。此外，还内置氮化镓开关管，无需额外器件就可以实现PD宽电压输出，有效节约电路空间，助力充电器实现高效化、小型化，特别适用于高功率快充场景。

（备注：文章来源于网络，信息仅供参考，不代表本网站观点，如有侵权请联系删除！）

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　　自2022年OpenAI发布ChatGPT以来，生成式人工智能(AI)技术获得了广泛关注，一系列开创性研究成果相继发布，引领了人工智能的新一轮创新浪潮。当前人工智能、数据中心等算力基础设施，都以GPU、NPU/TPU、CPU等算力芯片作为计算核心，它们均基于先进半导体工艺制作，采用多相电源(多相控制器 + 智能功率级Smart Power Stage，简称SPS)为其提供低压大电流的电源管理解决方案。为满足客户当前对多相电源高功率密度、高效率和高可靠性的需求，降低TCO、提高电能转换效率和实现“双碳”目标，茂睿芯推出了90A等级的智能功率级MK6850。　　SPS在AI服务器供电架构中的应用　　SPS在传统服务器供电架构中的应用　　二、茂睿芯90A SPS产品 MK6850　　智能功率级是一种高端的DC-DC芯片，是电源管理芯片中技术含量最高的产品之一。MK6850作为一颗智能功率级产品，采用多晶圆封装技术，内部集成了两颗超低Rdson 的SGT MOSFET和一颗高性能驱动芯片，同时采用了业界标准的5mmx6mm QFN封装，此封装占板面积小，可大幅提升功率密度，能广泛应用于高性能服务器，存储服务器，数据通讯，AI训练和推理加速卡，显卡，高端台式机和笔记本等应用。　　三、MK6850 产品特征　　● 集成高性能SGT MOSFET上下管和智能驱动　　● 30V/25V 上/下管耐压　　● 90A 最大平均电流　　● 120A 峰值过流保护　　● 5uA/A IMON上报　　● 8mV/℃ 温度上报　　● 200kHz-1.2MHz 开关频率，瞬态4MHz　　● 4.5V-16V 输入电压范围　　● 4.5V-5.5V 驱动电压　　● 3.3V/5V PWM逻辑电平　　● 支持三态PWM和使用下管体二极管进行降低过冲操作　　● BOOT-PHASE 电容电压自动刷新充电　　● 丰富的保护功能：正电流保护, 负电流保护, 过温保护，VCC/VDRV/BOOT-PHASE欠压保护, 上、下管短路保护，智能故障上报识别Fault ID　　● 兼容多品牌多相控制器　　● 符合ROHS标准　　● 管脚兼容(行业标准39-Pin 5x6 QFN)　　四、MK6850 引脚封装图&典型应用框图　　MK6850引脚封装图　　MK6850典型应用框图　　五、MK6850 三大重要设计指标　　GPU、NPU/TPU、CPU等算力芯片的运算速率越来越高，处理数据量与日俱增，能耗持续攀升，对智能功率级(SPS)的性能和稳定性提出了更高的要求，因此茂睿芯将高可靠性，高效率和高精度IMON上报作为MK6850的三大重要设计指标。　　1、高可靠性　　针对高可靠性，MK6850采用了垂直结构的SGT MOSFET，相较于平面MOSFET，SGT MOSFET具有热阻小，耐压高，EAS能力强。经过器件长时间的封装可靠性测试、超20万小时的重载可靠性测试以及极限测试，全方位地验证了器件的可靠性，确保其稳定可靠。　　2、高效率　　为提高效率，MK6850采用了超低Rdson的SGT MOSFET，配以低阻抗大通流的铜扣封装，对死区时间进行了精细优化。以12V输入、1.8V输出、5V驱动电压、800kHz开关频率条件为例，MK6850的峰值效率为94.7%，领先于国内同类产品。　　12V 转1.8V效率图(已含电感损耗)　　3、高精度 IMON 上报　　SPS产品的IMON上报精度对于CPU等中央处理器的性能起到至关重要的作用，上报偏高会限制CPU的性能;上报偏低可提高CPU性能，但会使CPU过热从而影响CPU使用寿命。　　MK6850具备实时侦测内部MOSFET电流信息的能力，结合驱动器内置的先进电流上报算法以及精准的温度补偿机制，使其能够实现5uA/A且精度为±5%的IMON输出，确保提高CPU性能的同时不影响CPU的使用寿命。　　12V转1.8V 800kHz IMON上报误差图　　六、MK6850 温度上报与保护功能　　MK6850内部集成了温度上报与过温保护功能，温度信息通过TMON引脚以8mV/℃的比例输出。同时，MK6850 TMON引脚还兼具故障输出功能，能够通过电平的高低向多相控制器报告不同类型的错误。　　在保护功能方面，MK6850特别设计了峰值逐周期限流功能，专为预防多相控制器误发长PWM脉宽信号而出现输出电感饱和的问题，这一功能设计为防止电感饱提供了坚实后盾与最后一道安全防线。　　其次，MK6850还具备负电流保护功能，能够在输出电压下调(DVID DOWN)或过压保护(OVP)等情况时，有效防止因长时间开启下管所导致的电感反向饱和现象。即便在电感未发生反向饱和的情况下，当控制器需要关闭下管时，也能阻止过大的负电流流经上管的体二极管，从而确保上管的安全，避免其因过热而损坏。　　值得一提的是，MK6850还具备BOOT电容自动刷新功能，当PWM信号持续处于三态模式，并且BOOT电容电压跌落至预设的阈值以下时，驱动电路会自动对BOOT电容进行充电，这一设计确保了在下一次上管开启时能够为其提供足够的驱动电压，从而保障整个电源系统稳定和高效的运行。　　七、MK6850 兼容性分析与测试　　1、MK6850 兼容性分析　　智能功率级(SPS)与控制器必须连接的三个引脚为IMON、TMON/FLT和PWM，以下从原理上分析MK6850 这三个引脚和市面上主流多相控制器的兼容性。　　①IMON 引脚　　MK6850 IMON上报符合业界通用标准5uA/A，通过微调控制器IMON的Gain和Offset，可达到CPU所要求的IMON上报精度，也可以外接1kΩ电阻，将电流型的IMON变成电压型IMON，实现向下兼容。　　②TMON/FLT 引脚　　MK6850 TMON符合业界通用标准8mV/℃，0.6V@0℃，可完全实现兼容，发生Fault时TMON能拉高至3.3V。　　③PWM 引脚　　MK6850 符合业界控制器通用3.3V PWM电平标准。　　MK6850可以在PWM三态、PWM高和PWM低之间任意切换，POCP功能可保护PWM高到PWM三态产生长脉宽而造成地电感饱和。　　MK6850支持PWM高最小脉冲，当PWM高不足50ns时能扩展为50ns，可防止驱动器损坏。　　MK6850支持PWM低最小脉冲，当PWM低不足50ns时能扩展为50ns，可防止驱动器损坏。　　MK6850支持NOCP，当PWM常低时防止电感反向饱和，阻止负电流损坏上管体二极管。　　MK6850支持POCP，当控制器P2CL不准确，或者PWM常高时防止电感饱和。　　MK6850支持大动态释放负载时PWM变为三态进入Body Braking模式。　　2、MK6850 兼容性测试　　MK6850的驱动器内置严密控制和保护逻辑，已成功与国内外多家厂商的多相控制器进行了广泛的兼容性测试，包括但不限于英特尔VR14 Eagle Stream 350W平台、国内64核ARM平台&SW64平台。　　①Intel VR14 Eagle Stream平台0A-445A静态电流上报: 通过　　②Intel VR14 Eagle Stream平台108A-445A, 1081A/us, 3D Worst Case：通过　　③通过多客户多平台测试　　八、MK6850 典型应用场景
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