前言

碳化硅（SiC）作為第三代寬禁帶半導(dǎo)體，在功率器件領(lǐng)域具備著更高的擊穿電壓、更大的電流承受能力和更寬的溫度適應(yīng)范圍，且內(nèi)阻溫度漂移極小、熱穩(wěn)定性及可靠性遠優(yōu)于傳統(tǒng)硅器件。這些特性讓 SiC 在高壓、高功率與高頻率場景下天然占優(yōu)，目前已在高壓快充、直流快充站與電動汽車車載充電等大功率場景中獲得大規(guī)模應(yīng)用。

特別是隨著 8 英寸 SiC 產(chǎn)線成熟，其應(yīng)用場景也正逐漸從工業(yè)高壓領(lǐng)域擴展至消費級快充領(lǐng)域，通過性能優(yōu)化和成本下降，在 PD 快充市場中的地位正穩(wěn)步提升。

但在傳統(tǒng)工業(yè)級輔助電源中，往往需要雙管反激拓撲來解決高母線電壓下功率器件耐壓不足的問題，導(dǎo)致成本升高，同時市面上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，通常需要加額外的 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，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 的專用控制器，國內(nèi)還較為稀少。

目前國內(nèi)多家電源芯片廠商已相繼推出面向直驅(qū) SiC 的控制器產(chǎn)品線，涵蓋 PWM 控制器、QR 反激控制器、PFC 控制器等多種類型，能夠支持不同拓撲與功率等級的快充設(shè)計。這些器件在驅(qū)動能力、保護與上電時序處理上各有側(cè)重，接下來充電頭網(wǎng)將詳細介紹一下。

直驅(qū) SiC 芯片盤點

充電頭網(wǎng)已將各家推出的多款支持直驅(qū) SiC 的控制器以及相關(guān)信息匯總成上表所示，方便各位了解。

以下排名不分先后，按企業(yè)英文首字母排序。

ISMARTWARE 智融科技

智融 SW1192H

SW1192H 是一款高頻準諧振（QR）模式 PWM 反激控制器，智融科技對這款控制器的設(shè)計重點是兼顧超寬輸入適配能力與對新一代功率器件 SiC 的直接驅(qū)動。SW1192H 內(nèi)置 DRV 驅(qū)動級，可提供高達 17.5V 的驅(qū)動電壓，使其能夠直驅(qū) SiC 器件，降低對外部驅(qū)動級的依賴。

SW1192H 支持 12–90V 超寬范圍 VDD 供電，能夠無縫適配 PD 適配器與 LED 驅(qū)動等寬電壓應(yīng)用場景，滿足不同市場與印制規(guī)范的輸入條件要求。

SW1192H 采用分段頻率曲線以優(yōu)化效率與 EMI，即在低壓（LL，90V）工況下工作點接近 130kHz，在高壓（HL，230V）工況下約為 100kHz；芯片還集成自適應(yīng)驅(qū)動策略，在輕載時可主動降低開關(guān)瞬態(tài)應(yīng)力，從而抑制同步整流(SR) 的尖峰電壓，降低器件應(yīng)力并改善可靠性。為了進一步改善電磁兼容性，器件內(nèi)置頻率抖動功能，使頻譜能量分散，頻率抖動也有助于更容易通過 EMI 試驗；同時設(shè)計還能確保無可聞音頻噪音，提升終端用戶體驗。

在保護機制方面，SW1192H 集成了包括 brown-out、VDD 過壓、輸出過/欠壓、逐周期電流限制、異常過流、過載、CS 開路、片內(nèi)/片外過溫等完整的保護機制，觸發(fā)后以自動重啟或鎖存方式響應(yīng)，幫助系統(tǒng)在異常工況下快速自我恢復(fù)或安全鎖定，降低因次級或變壓器故障導(dǎo)致的系統(tǒng)損傷風(fēng)險。此類完善保護設(shè)計對適配器與充電器類產(chǎn)品尤為重要。

SW1192H 采用 SOT23-6 封裝， 可用于在小體積充電器方案中節(jié)省 PCB 面積并降低器件成本，適用于快充適配器、充電器、開關(guān)電源等領(lǐng)域之中。

1、智融科技推出支持寬電壓輸出直驅(qū) SiC 的 PWM 控制器 SW1192H

Kiwi Instruments必易微

必易微 KPE2806S

KPE2806S 是一款支持直驅(qū) SiC 的離線準諧振式升壓 PFC 控制器，芯片支持臨界導(dǎo)通模式（CRM）與斷續(xù)導(dǎo)通模式（DCM）自適應(yīng)切換，滿載運行于 CRM、輕載時進入 DCM 并通過降頻與打嗝（Burst）機制有效提升輕載和待機效率，適用于適配器電源、LED 照明以及臺式機/電視等需要高功率因數(shù)和低輸入諧波的場景。

KPE2806S 針對直驅(qū) SiC 的系統(tǒng)化需求做了多方面優(yōu)化，芯片內(nèi)置 16V 門極鉗位并提供 ?550mA / +1350mA 大電流驅(qū)動，能夠匹配 SiC MOS 管更快的門極充放電需求并縮短開關(guān)過渡時間。

KPE2806S 通過谷底導(dǎo)通打準諧振工作點，在 DRAIN 電壓到谷底時再開通以大幅減小開關(guān)損耗，最高鉗頻可達 500kHz，并且通過 RSEL 判決機制自動設(shè)定最高工作頻率與最大導(dǎo)通時間以匹配不同系統(tǒng)設(shè)計。芯片還實現(xiàn)了動態(tài)加速、兩檔輸出電壓以及打嗝/降頻曲線等控制策略，讓芯片在效率、功耗、響應(yīng)速度、EMI 等方面取得更加優(yōu)秀的平衡。

可靠性與保護方面，KPE2806S 集成了包括 VDD OVP/UVLO、輸入欠壓、輸出欠壓/過壓、逐周期過流、異常過流鎖存、CZ 管腳二級 OVP、過熱關(guān)斷以及管腳開短路保護等完整的保護方式，此外具有較低的啟動與待機電流，采用 SOT23-6 小尺寸封裝。

1、必易微發(fā)布全新 PFC 控制器 KPE2806S，填補消費級市場直驅(qū) SiC 應(yīng)用空白

必易微 KP2213

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

KP2213 采用了多模式工作策略，支持連續(xù)導(dǎo)通 CCM、準諧振 QR、綠色節(jié)能以及 Burst/打嗝模式，可在全范圍優(yōu)化效率，集成高壓啟動功能，實現(xiàn)待機功耗小于 30mW，并具備高低壓分檔頻率調(diào)制與峰值電流／頻率抖動機制，從而在輕載到滿載區(qū)間都能自動優(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，這一系列設(shè)計使得使用 SiC 器件時既能發(fā)揮其高頻優(yōu)勢，又能控制噪聲與熱應(yīng)力。

KP2213 內(nèi)建一套完備的自恢復(fù)保護體系：包括 VDD 過壓/欠壓、輸入過壓/欠壓、輸出過壓/欠壓、逐周期電流限制 (OCP)、異常過流保護 (AOCP)、輸出過載保護 (OLP)、片內(nèi)過熱保護 (OTP) 以及管腳開路檢測等。軟啟動、自動重啟與鉗位機制的組合不僅提高了系統(tǒng)在異常狀態(tài)下的自我保護能力，也簡化了外圍保護電路的設(shè)計，使整機更易通過功能與可靠性驗證。

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，同時采用 SOP-8 小封裝便于大規(guī)模生產(chǎn)與裝配。對于追求高功率密度、低待機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，KP2213 是一款兼顧效率、可靠性與工程實現(xiàn)性的理想控制器選擇。

1、必易微推出首款可直驅(qū) SiC 的高集成反激 PWM 控制器 KP2213

2、可直驅(qū) SiC 落地方案，必易微 KP2213 助力高功率密度充電器與開關(guān)電源設(shè)計

MERAKI茂睿芯

茂睿芯 MK2606S

茂睿芯 MK2606S 這款芯片是茂睿芯首款面向SiC 功率器件的高頻準諧振反激控制器，集成了對SiC器件驅(qū)動電壓的自適應(yīng)優(yōu)化、直驅(qū)功能以及多種保護與抗干擾措施。芯片內(nèi)置高精度振蕩器，有130/200KHz兩種最大工作頻率可選，并內(nèi)置專有軟啟動技術(shù)，通過漸進式驅(qū)動電流斜升，有效降低功率器件在開機瞬間的應(yīng)力。

據(jù)了解，這款芯片驅(qū)動側(cè)支持多檔輸出電壓，6V用于E-GaN器件、11V用于常規(guī) Si MOS 、15V 用于 SiC 。既能省去傳統(tǒng) SiC 驅(qū)動器及其外圍供電電路，又簡化了PCB布局，整體外圍元件數(shù)量大幅減少。

MK2606 還提供過壓保護、過流保護、過溫保護等保護機制，并針對工業(yè)級應(yīng)用場景設(shè)計了增強型抗雷擊與浪涌誤觸發(fā)保護；內(nèi)置抖頻功能進一步優(yōu)化EMI設(shè)計；同時采用SOT23?6這樣的小封裝，可為便攜快充設(shè)計節(jié)省寶貴的PCB空間，也簡化了系統(tǒng)級電路，使得真正意義上的“SiC快充”方案可以在更小、更輕、更高效的產(chǎn)品中落地。

1、茂睿芯攜手知名碳化硅企業(yè)推出快充參考設(shè)計，獲得上市公司采用

應(yīng)用案例：

1、首發(fā)Mentech銘普碳化硅65W-2C-PD快充拆解，英嘉通SiC To Go挑戰(zhàn)極致能效和功率密度

茂睿芯 MK2698S

MK2698S 是茂睿芯推出的一款超寬 VCC 耐壓，可直驅(qū) SiC 的準諧振（QR）反激控制器，該芯片耐壓能力達 100V，可穩(wěn)定應(yīng)對不同供電環(huán)境，開關(guān)頻率支持 130kHz 與 200kHz 兩檔可選，能根據(jù)實際應(yīng)用需求靈活匹配系統(tǒng)設(shè)計。

MK2698S 驅(qū)動電壓最高可至 16V，且針對 SiC 功率器件的特性專門優(yōu)化了驅(qū)動電路，確保對 SiC 器件的可靠直驅(qū)，無需額外配置專用驅(qū)動電路，有效簡化外圍設(shè)計，提高功率密度。同時，芯片集成了專利軟起技術(shù)，可有效降低系統(tǒng)開機階段功率器件的電壓應(yīng)力，避免瞬時沖擊對器件造成的損壞，并內(nèi)置完善的保護機制，進一步提升了電源系統(tǒng)的運行可靠性。

MK2698S 還搭載了抖頻功能，能夠有效優(yōu)化系統(tǒng) EMI，減少電源工作時的電磁干擾，降低后續(xù) EMC 測試與整改難度。MK2698S廣泛適配多口及單口PD充電器，滿足消費電子領(lǐng)域的快充需求。同時，由于支持 100V 的高耐壓，使其也適用于電動兩輪車充電器及電池充電器等需要寬輸出電壓的場景，為不同領(lǐng)域的電源產(chǎn)品提供高效且可靠的解決方案。

茂睿芯 MK2554/A

MK2554/A 是茂睿芯推出的連續(xù)導(dǎo)電模式（CCM）PFC 控制器，柵極驅(qū)動能力達 ±1.5A，柵極驅(qū)動鉗位在 15.5V，可直接驅(qū)動 SiC 功率器件，無需額外驅(qū)動電路，有效簡化大功率電源架構(gòu)。

MK2554/A 具備 30V 寬 VCC 工作電壓，<200μA 的超低靜態(tài)電流與 <55μA 的啟動電流，可有效降低待機損耗，內(nèi)置頻率抖動功能，開關(guān)頻率提供 65kHz、130kHz、200kHz 三檔可選，并針對THD及功率因數(shù)進行了專項優(yōu)化，可提升電源系統(tǒng)的能量利用效率，減少無功損耗，還內(nèi)置動態(tài)加強功能，能更好地應(yīng)對負載瞬變的場景，保障系統(tǒng)在不同工況下的穩(wěn)定運行。

MK2554/A 采用SOP-8 封裝，適配服務(wù)器電源、通信電源、桌面電源等 IT 類設(shè)備，以及家電、工業(yè)電子、高功率LED路燈與植物照明等領(lǐng)域，尤其適用于 300~3kW 功率段的 CCM PFC 應(yīng)用場景。

充電頭網(wǎng)總結(jié)

當前 8 英寸 SiC 產(chǎn)線已逐漸成熟，進而導(dǎo)致其系統(tǒng)成本已滿足擴展需求 ，SiC 在某些消費級快充細分市場的性價比已經(jīng)開始具備明顯的競爭力。充電頭網(wǎng)盤點了智融科技、茂睿芯、必易微多家企業(yè)推出的多款可直驅(qū) SiC 的控制器芯片，這些芯片可省去傳統(tǒng) SiC 方案中額外驅(qū)動器與復(fù)雜的上電時序處理，讓系統(tǒng)設(shè)計更加簡單，可加快工程驗證周期，助力 SiC 產(chǎn)品加快上市。