满足不同车型充电器的需求—茂睿芯全功率段电源解决方案

5月15日，充电头网举办了2024电动自行车新国标充电器技术线上研讨会，旨在探讨实施的众多新标准对电动自行车充电器行业的影响、技术创新及市场趋势。

在本次研讨会中，茂睿芯技术市场负责人周银先生讲解了关于满足不同车型充电器的需求—茂睿芯全功率段电源解决方案。

目前茂睿芯可以提供全功率段的充电解决方案，满足不同车型的需求，包括新国标车、电动摩托车，以及一些需要千瓦级充电功率的性能车的充电需求。

茂睿芯产品涵盖了广泛的功率范围和类型，几十瓦开关电源、千瓦级服务器电源和户外电源，甚至几十千瓦的直流充电桩和化成设备都有涉及，量产类型十分丰富。

在新国标充电器带来的变化下，以前不同品牌、甚至同品牌不同功率的自行车插头各不相同，现在统一分为锂电和铅酸两种形状。但这也带来一个新的问题，即插错可能导致事故。新国标规定了插头和通信接口，确保充电器能与电动自行车配合，这是一个重大变化。

MK2697G作为茂睿芯整个功率段解决方案的关键物料之一，它是一个高频QR控制器，主要用于配合氮化镓MOS。

MK2697G控制器的特点是可以提供多种版本，以满足不同功率器件的需求。锂电池的充电器输出范围广，经过归一化后，一个充电器可以满足多个车型的充电需求。为了应对宽范围的输出变化，茂睿芯的IC供电范围也很广：9-90V，无需额外的供电电路。

另外，控制器还采用了低应力的设计方案，并申请了相应的专利，解决了由于QR工作特性导致的不同负载下应力增加的问题，使得从满载到空载时的应力得到有效控制。

针对功率较大的情况，茂睿芯提供了PFC和LLC的解决方案。目前，茂睿芯正在和客户合作开发一个项目，即800W电动摩托车充电器项目，采用了PFC+LLC解决方案。

MK2562作为一款CRM PFC，注重超低的THD，相较于以往的解决方案，不仅实现了OCP保护，而且在高低压时具有一致的过功率点。此外，针对PFC，MK2562采用谷底导通技术提高效率。同时引入了软启动，以优化开机应力和减少噪声，提升客户的使用体验。

左边图中蓝色曲线为MK2562的CS曲线，在电源上电时逐渐增大。右边图中绿色曲线为某友商CS曲线，在上电时立刻到达CS限制点，这导致开关管应力的增加，容易造成输出电压过充，从而产生明显的噪声。

针对PFC存在的环路反应速度慢的通病问题，MK2562增加了Pre-OVP功能，在负载发生变化时，可以让PFC环路进入一个非线性的工作区域，迅速地调整输出功率。MK2562的这一功能相比通常的PFC，可以更快地降低输出功率，避免过压，从而提高整个系统的性能。

此外，针对PFC的另一重要指标THD，MK2562的PFC可以在高压和满载情况下，THD均可控制在10%以内，比友商低了近10个百分点。

目前，MK2562可提供了4个版本的PFC，MK2562、MK2562A、MK2562Q、MK2562G，客户可以根据实际需求选择不同版本的产品。

对于500W以上大功率充电器，茂睿芯推出了CCM PFC MK2554。

MK2554采用了输入阻抗控制，SOP-8封装，能与国际友商兼容，并且在快速动态响应、电压精度和VCC耐压等方面进行了改进，提高了性能和适应更广泛的工作环境。

MK2554的满载启机过程是针对系统所做出的优化。当系统启动时，实施了线性调整以迅速提升输入功率。可以从上图中看到电感电流（紫色曲线）迅速上升，这表明系统已进入了限功率点工作状态。

以上为MK2554的动态负载过程，在这种动态过程中，MK2554的非线性环路快速介入，使得电流快速响应，输入功率快速达到线性工作状态。

另外，茂睿芯具有独特的专利技术，在系统进入DCM状态时，用于优化THD。在20%负载时，THD能保持在10%以下，实测数据显示为8%；满载时，THD基本保持在3%。

茂睿芯全功率段电源解决方案适用于500W以上充电器，配套CCM PFC和LLC控制器。

MK2189的VCC耐压可达30V，以应对变压器一致性较差的情况，同时茂睿芯还提供了可调的死区版本，允许从0.25-1us的调整范围，以优化功率管的效率。

MK2189具有更高VCC电压，支持自适应死区，轻载波纹优化，具备更高精度波形对称性保证无偏磁可靠稳定。

在保护方面，茂睿芯提供了锁死、Net Stop锁死、Auto Restart等不同版本，可以满足客户不同应用的需求。同时，加强了对信号敏感角度的处理，提高了抗噪声能力，避免误保护或芯片锁死的情况发生。

MK2189的短路测试能看出，当输出发生短路时，延迟开始计时；当Vdelay大于两伏时，则停止放波。

另外，针对开机，MK2189采取了非对称发波的特殊处理。右边的图显示了上管的驱动信号逐周期地增加到50%，以减少启机阶段开关管的电压应力。

MK2189还实施了一种burst噪声策略，即当不退出burst时，可能会产生高谐振电流尖峰。为了抑制这种噪音，特意将频率提高到现频点的120%。这样，高频下的电流会比不做处理时小一些，从而抑制噪音。

上图展示了驱动信号的对称性，上下管的偏差非常小，实测显示上管的导通时间为2.72us，下管为2.7us。

MK2189优化了ISEN/LINE/DIS引脚的放噪声能力，在6KV的DM/CM浪涌测试中，不会发生锁死和重启现象，尽管噪声很大，系统仍然能够稳定运行。

MK2189目前有3个版本可供选择。首先是MK2189版本，它具有保护重启功能，但死区不可调；其次是非对称的MK2189L版本，它采用锁死的保护方式；最后是MK2189D版本，它具有可调的死区时间功能。

根据目前的市场反馈来看，MK2189这3个版本都受到了很高的欢迎，满足了客户使用同一颗物料来应对从300瓦到1000瓦不等的功率需求。

另外，茂睿芯正在开发一颗针对中间功率段的AHB控制器，以及配套的同步整流器，未来的产品也会更加完善。

充电头网总结

通过茂睿芯的全功率段充电解决方案，我们可以看到其在相关领域的地位实力。从茂睿芯总部位于深圳的全国研发和销售体系，到产品线涵盖的广泛功率范围和类型，再到针对新国标充电器带来的变化所做的应对，茂睿芯展现了其深厚的技术实力和对市场变化的敏锐洞察。

茂睿芯的充电解决方案不仅在技术上屡屡创新，还注重用户体验和安全性。从控制器的专利设计到针对不同功率需求的定制方案，再到对各种保护机制的重视，茂睿芯都体现了对客户利益的承诺和对行业发展的责任。

随着茂睿芯不断提升产品性能和完善产品线，相信在未来的市场竞争中，茂睿芯将继续扮演着重要的角色，并为电动车充电行业的发展贡献更多力量。