一、前言

碳化硅(SiC)作為第三代寬禁帶半導(dǎo)體，SiC MOSFET因其高耐壓、高頻開關(guān)、耐高溫、低通態(tài)電阻、低開關(guān)損耗和內(nèi)阻隨溫度漂移小等特點，已廣泛應(yīng)用于高頻、高壓功率系統(tǒng)，如新能源汽車與充電樁、光伏與儲能、航天、航空、通信等領(lǐng)域。目前，碳化硅(SiC)已經(jīng)得到大批量驗證，其可靠性遠優(yōu)于傳統(tǒng)硅(Si)器件。

在傳統(tǒng)工業(yè)級電源中，面對高母線電壓下功率器件耐壓不足的問題往往需要雙管反激拓撲來解決，從而導(dǎo)致成本升高。市面上的方案通常為固定頻率、無谷底導(dǎo)通，隨著母線電壓越高開關(guān)損耗越大，即使使用了SiC方案，通常也需要額外的SiC專用驅(qū)動芯片，還需要考慮上電時序等諸多問題，難以在小體積系統(tǒng)中集成。

在消費領(lǐng)域中，隨著碳化硅產(chǎn)能的擴張和良率提升，成本正在快速下降，SiC功率器件也已經(jīng)逐步滲透到消費級產(chǎn)品中，尤其是PD快充一直追求小體積、高集成度、高效率和低成本的應(yīng)用場景。

隨著第三代半導(dǎo)體發(fā)展，國內(nèi)已有直驅(qū)GaN方案，但面向消費級市場直驅(qū)SiC的專用PWM控制器，國內(nèi)仍處于空白，針對上述這些問題，茂睿芯推出了國內(nèi)首款小6 pin直驅(qū)SiC MOSFET的flyback AC/DC產(chǎn)品-MK2606S。

二、MK2606S引腳圖

MK2606S引腳圖

三、MK2606S典型應(yīng)用場景

AC/DC適配器

PD充電器

組串逆變器輔源

工業(yè)輔助電源

儲能系統(tǒng)輔源

汽車直流充電樁輔源

四、MK2606S關(guān)鍵產(chǎn)品特征

支持16~30V寬VCC供電

驅(qū)動電壓16V，可以直驅(qū)SiC MOSFET

支持135kHz開關(guān)頻率

專有的軟起機方案，在開機時可以降低次級同步整流尖峰

抖頻功能，優(yōu)化系統(tǒng)EMI

恒功率、Line OVP功能可開放

SOT23-6封裝

MK2606S一圖了解

五、MK2606S直驅(qū)SiC方案在工業(yè)輔源上的優(yōu)勢

1、工業(yè)輔源現(xiàn)階段應(yīng)用痛點

由于母線電壓高，1200V耐壓的Si MOSFET難以選擇，且價格高，通常需采用雙管反激配800V Si MOSFET，方案略復(fù)雜;

現(xiàn)有工業(yè)輔源方案通常為固定開關(guān)頻率，各負載段效率難以優(yōu)化;

目前搭配的為諸如Nxx1351, Uxx28x45, Uxx2844, 都沒有QR模式，開通損耗大，尤其母線電壓越高時，開通損耗越大;

為SiC輔源優(yōu)化的PWM少;

即使采用SiC MOSFET，仍需要額外加SiC驅(qū)動器和供電電路，還需要考慮上電時序等諸多問題;

2、MK2606S 應(yīng)用優(yōu)勢

MK2606S可以直驅(qū)SiC，省去驅(qū)動器和供電電路，其SiC耐壓做得更高，選型更容易，同時采用QR模式，降低了開關(guān)損耗等等。

六、MK2606S直驅(qū)SiC方案在適配器上的優(yōu)勢

1、MK2606S直驅(qū)SiC方案大內(nèi)阻可替小內(nèi)阻Si方案

眾所周知，碳化硅(SiC)的內(nèi)阻隨溫度變化小，由下圖可見，對比常溫25℃和高溫100℃的SiC和Si內(nèi)阻曲線，Si的Rdson上漲了1.6倍，而SiC Rdson無明顯上漲。

注：通過采用48W 12V/4A適配器評估，工作頻率均為135kHz，功率管封裝均為TO252，且在同一塊PCB上進行對比。

上表可見，在輸入90Vac滿載12V/4A老化30min，雖采用了MK2606S+大內(nèi)阻的SiC方案，但效率比小內(nèi)阻的Si方案仍要優(yōu)秀，高出0.1%。

2、MK2606S 直驅(qū)SiC方案比Si方案溫度更低

工作頻率均為135kHz，功率管封裝均為TO252，且在同一塊PCB上進行對比。

實驗可見，在效率相差很小的前提下，MK2606S +SiC方案比傳統(tǒng)PWM +Si方案MOS表面溫度低11.8℃，這也是得益于SiC比傳統(tǒng)Si具有更優(yōu)異的導(dǎo)熱率。

SiC的熱導(dǎo)率尤為突出，比Si和GaN都要好，所以在效率相當?shù)臈l件下，SiC的溫度要低于Si，這一特性在實際的產(chǎn)品應(yīng)用中，能大大降低散熱材料帶來的額外成本上升，譬如在適配器產(chǎn)品中甚至可以去掉散熱器，進一步提高產(chǎn)線生產(chǎn)效率和降低人工組裝成本。

MK2606S+大內(nèi)阻SiC方案可替小內(nèi)阻Si方案，且效率更高、導(dǎo)熱更好、溫度更低!

七、MK2606系列選型表

八、結(jié)語

茂睿芯作為國內(nèi)一站式解決方案的集成電路廠商，始終走在行業(yè)前沿。早在氮化鎵(GaN)技術(shù)興起之初，茂睿芯便率先推出直驅(qū)式GaN控制芯片，并針對PD快充市場優(yōu)化推出多功能集成芯片MK2697G，該產(chǎn)品至今仍是廣受市場歡迎的主流方案之一。當前，隨著碳化硅(SiC)技術(shù)廣泛應(yīng)用，茂睿芯再次把握產(chǎn)業(yè)趨勢，推出面向工業(yè)與消費類電子領(lǐng)域的直驅(qū)SiC專用PWM控制器MK2606S。目前，該產(chǎn)品性能已通過大量客戶應(yīng)用驗證，穩(wěn)定可靠，歡迎體驗使用，期待您的反饋與合作!