前言

碳化硅（SiC）與氮化鎵（GaN）均為第三代寬禁帶半導(dǎo)體，其具備的高擊穿電壓、低導(dǎo)通電阻與優(yōu)越的高溫/高頻特性，使得在高功率、高電壓場(chǎng)景中能有效提升效率與功率密度。但兩者面向的細(xì)分市場(chǎng)與工程挑戰(zhàn)有明顯差異，總體上來(lái)說(shuō)，SiC 更適用于高壓、大功率領(lǐng)域，而 GaN 在體積和高速低壓應(yīng)用中優(yōu)勢(shì)明顯。

在充電類產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用中，SiC 已經(jīng)在高壓快充、直流快充站與電動(dòng)汽車車載充電等大功率場(chǎng)景顯示出競(jìng)爭(zhēng)力，但在消費(fèi)類與中小功率電源領(lǐng)域的普及仍面臨挑戰(zhàn)，這其中之一的原因就是 SiC 對(duì)門極驅(qū)動(dòng)、電磁兼容與開關(guān)布局有著較高的要求，這些都使得系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)復(fù)雜度和工程成本上升。

也因此，市場(chǎng)上專門“可直驅(qū) SiC”的反激 PWM 控制器或集成型控制器相對(duì)較少，很多現(xiàn)成的 AC-DC 主控/驅(qū)動(dòng)方案更偏向于集成 GaN 開關(guān)或面向典型硅器件的驅(qū)動(dòng)能力。這也導(dǎo)致廠商在把 SiC 引入中小功率充電器時(shí)，往往需要額外的外置門極驅(qū)動(dòng)或更多的電路適配工作。

必易微近期啟動(dòng)了面向 SiC 生態(tài)的全新產(chǎn)品線，專注于“可直驅(qū) SiC”的快充與開關(guān)電源控制器，繼面向 PFC 場(chǎng)景的可直驅(qū) SiC 控制器 KPE2806S 之后，必易微此次推出的 KP2213 反激 PWM 控制器進(jìn)一步將門極驅(qū)動(dòng)、保護(hù)與多?？刂萍苫荚诮档拖到y(tǒng)驅(qū)動(dòng)與調(diào)試復(fù)雜度，幫助客戶更便捷地發(fā)揮 SiC 在高頻、低損耗與高功率密度設(shè)計(jì)上的優(yōu)勢(shì)。

必易微KP2213

KP2213 是必易微為離線反激電源精心設(shè)計(jì)的一款高性能電流模式 PWM 控制器，該芯片集成了高壓?jiǎn)?dòng)電路與專為 SiC 器件優(yōu)化的驅(qū)動(dòng)能力，支持 18 ~ 55V 的寬 VDD 供電，適合寬輸出電壓應(yīng)用。

KP2213 采用了多模工作策略，支持連續(xù)導(dǎo)通 CCM、準(zhǔn)諧振 QR、綠色節(jié)能以及 Burst/打嗝模式，可在全范圍優(yōu)化效率，集成高壓?jiǎn)?dòng)功能，實(shí)現(xiàn)待機(jī)功耗小于 30mW，并具備高低壓分檔頻率調(diào)制與峰值電流／頻率抖動(dòng)機(jī)制，從而在輕載到滿載區(qū)間都能自動(dòng)優(yōu)化開關(guān)頻率，降低輕載損耗并改善 EMI 表現(xiàn)。

在 QR 模式下 KP2213 支持最高 130kHz 開關(guān)頻率，并配合谷底導(dǎo)通與前沿消隱（LEB）等技術(shù)降低開關(guān)損耗與誤觸發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，這一系列設(shè)計(jì)使得使用 SiC 器件時(shí)既能發(fā)揮其高頻優(yōu)勢(shì)，又能控制噪聲與熱應(yīng)力。

KP2213 內(nèi)建一套完備的自恢復(fù)保護(hù)體系：包括 VDD 過(guò)壓/欠壓、輸入過(guò)壓/欠壓、輸出過(guò)壓/欠壓、逐周期電流限制 (OCP)、異常過(guò)流保護(hù) (AOCP)、輸出過(guò)載保護(hù) (OLP)、片內(nèi)過(guò)熱保護(hù) (OTP) 以及管腳開路檢測(cè)等。軟啟動(dòng)、自動(dòng)重啟與鉗位機(jī)制的組合不僅提高了系統(tǒng)在異常狀態(tài)下的自我保護(hù)能力，也簡(jiǎn)化了外圍保護(hù)電路的設(shè)計(jì)，使整機(jī)更易通過(guò)功能與可靠性驗(yàn)證。

KP2213 的高集成度可有效減少外部元件數(shù)量，縮短開發(fā)周期并提升系統(tǒng)性能，同時(shí)采用 SOP-8 小封裝便于大規(guī)模生產(chǎn)與裝配。對(duì)于追求高功率密度、低待機(jī)功耗并希望充分利用 SiC 器件高頻潛能的充電器與適配器設(shè)計(jì)，KP2213 是一款兼顧效率、可靠性與工程實(shí)現(xiàn)性的理想控制器選擇。

充電頭網(wǎng)總結(jié)

KP2213 將針對(duì) SiC 優(yōu)化的門極驅(qū)動(dòng)、高壓?jiǎn)?dòng)、豐富的自恢復(fù)保護(hù)與多模工作策略高度集成在一顆芯片上，使其在離線反激拓?fù)渲屑饶馨l(fā)揮 SiC 器件的高頻、低損耗優(yōu)勢(shì)，又能保持超低待機(jī)功耗與良好的 EMI/熱管理表現(xiàn)。該芯片寬 VDD 范圍、準(zhǔn)諧振與峰值抖動(dòng)等技術(shù)，使系統(tǒng)在輕載到滿載區(qū)間都能自動(dòng)優(yōu)化開關(guān)頻率并降低開關(guān)應(yīng)力，SOP-8 小封裝也有利于量產(chǎn)與成本控制，總體上是把工程實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)向芯片端遷移、極大簡(jiǎn)化了外圍電路與調(diào)試工作。

KP2213 此類“可直驅(qū) SiC”控制器恰好填補(bǔ)了市場(chǎng)在中高功率充電器與開關(guān)電源領(lǐng)域的技術(shù)空白。它降低了廠商將 SiC 從高壓/大功率場(chǎng)景擴(kuò)展到更廣泛充電應(yīng)用的門檻，既能幫助產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)更高的功率密度和更優(yōu)的熱管理，也有助于縮短開發(fā)周期、降低 BOM 與認(rèn)證復(fù)雜度，因此對(duì)推動(dòng) SiC 在消費(fèi)與工業(yè)電源中更廣泛落地具有重要意義。