9月16日，MPS ACDC新品發(fā)布會在北京成功舉辦。MPS ACDC產(chǎn)品總監(jiān)Peter Huang為大家分享了MPS ACDC產(chǎn)品的市場優(yōu)勢及其最新技術(shù)進(jìn)展，同時揭曉了MPS在當(dāng)今熱門的手機(jī)、筆記本電腦等便攜式設(shè)備PD快充，電視LED顯示屏電源，氮化鎵（GaN）、碳化硅（SiC）功率器件，電動汽車充電，AI服務(wù)器供電等領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)、最新產(chǎn)品以及完整解決方案。

ACDC開關(guān)電源的發(fā)展趨勢

隨著新國標(biāo)GB20943-2025能耗管理標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布以及第三代半導(dǎo)體時代的到來，消費(fèi)電子、工業(yè)系統(tǒng)等應(yīng)用也對ACDC電源提出了更嚴(yán)苛的要求，ACDC電源產(chǎn)品逐漸向低功耗、高效率、小型化和智能化等方向發(fā)展。

ACDC開關(guān)電源的技術(shù)創(chuàng)新持續(xù)突破，最新的800V AI電源架構(gòu)重新定義了AI供電電源系統(tǒng)，而超高功率密度“餅干式”手機(jī)充電器（>1.3W/cm3）、“零功耗”手機(jī)充電器（<5mW）等產(chǎn)品也體現(xiàn)了消費(fèi)市場的需求變化。

能效標(biāo)準(zhǔn)的持續(xù)升級

各國政府和國際組織都在不斷提升電源的能效標(biāo)準(zhǔn)，以減少能源浪費(fèi)和碳排放。ACDC開關(guān)電源標(biāo)準(zhǔn)對空載待機(jī)功耗和效率提出了更高的要求。比如，歐盟執(zhí)委會最新的CoC V5六級能效標(biāo)準(zhǔn)第二階段，美國能源部DoE VI六級能效，以及最新發(fā)布的新國標(biāo)GB20943-2025能耗管理標(biāo)準(zhǔn)。其中，新國標(biāo)GB20943-2025提出了更嚴(yán)苛的空載功耗和效率要求，以45W/20V為例，Level1對應(yīng)的待機(jī)功耗為50mW，平均效率要達(dá)到91.1%，比相應(yīng)CoC標(biāo)準(zhǔn)的75mW待機(jī)功耗和88.9%的效率要求更高一個等級。

功率密度的極致追求

“在更小的空間里提供更大的功率”是永恒的主題。特別是在空間受限的應(yīng)用環(huán)境，例如服務(wù)器、電視、LED照明，以及功率越來越大的便攜式充電器等產(chǎn)品，都對功率密度提出了更高的要求。

智能化電源

手機(jī)PD充電器本身就是智能化的一個典型例子。充電器通過PD IC與終端設(shè)備手機(jī)溝通，來改變輸出電壓、電流和功率。充電器還可以辨認(rèn)不同品牌的手機(jī)，從而采取對應(yīng)的充電模式，這是典型的智能化。

數(shù)字電源管理IC采用數(shù)字控制來取代傳統(tǒng)的模擬PWM控制，帶來了極大的靈活性。數(shù)字電源可以通過UART通訊自由設(shè)置來滿足個性化的性能要求，有些電源還可以根據(jù)負(fù)載狀況進(jìn)行實(shí)時設(shè)置變動來提高效率和提升其他性能。數(shù)字電源已經(jīng)在PC、TV、LED照明等應(yīng)用中大量取代原來的模擬控制器。

除了電源自身性能的智能化，越來越多電源系統(tǒng)還將直接和智能終端實(shí)時溝通，類似PMBUS I2C的通訊來提供監(jiān)測功能和電源溫度、運(yùn)行時間、效率等數(shù)據(jù)，通過智能終端可以連接醫(yī)院、學(xué)校、工廠等大平臺的電源系統(tǒng)管理，進(jìn)行系統(tǒng)的能效優(yōu)化，而非單一電源的性能提升。

實(shí)現(xiàn)更低待機(jī)功耗

未來，電動汽車、手機(jī)充電器、電視、監(jiān)視器等很多終端設(shè)備90%以上的時間處于待機(jī)狀態(tài)，待機(jī)功耗的減少符合低碳能源的長遠(yuǎn)路線圖。根據(jù)新國標(biāo)GB20943-2025，Level 1對應(yīng)的待機(jī)功耗小于50mW（49W），比之前最嚴(yán)格的75mW標(biāo)準(zhǔn)降低了30%以上。這一標(biāo)準(zhǔn)的變化意義重大，按照50mW待機(jī)功耗來計算，40億個充電器一年可以省下14億度電。

“零功耗待機(jī)”是終極目標(biāo)，特別是手機(jī)充電器的待機(jī)功耗。早期小功率手機(jī)充電器的待機(jī)功耗從0.25W到0.15W，再到30mW?，F(xiàn)在的充電器功率已經(jīng)超過100W，再加上PD芯片，于是其待機(jī)功耗標(biāo)準(zhǔn)也隨之變化。同時，技術(shù)的發(fā)展也推動了這個標(biāo)準(zhǔn)的演變。通過消除光耦可以輕松地降低10-20mW待機(jī)功耗，市面上有兩種去光耦的拓?fù)洌阂环N是PSR（原邊反饋）技術(shù)，該技術(shù)在20年前的充電器上非常流行，是通過變壓器反饋信號控制，一般適用于20W的應(yīng)用；另外一種是All-In-One技術(shù)，通過磁隔離或容隔離技術(shù)做反饋，可用于所有功率范圍。

“零待機(jī)功耗”是指<5mW的功耗，電源系統(tǒng)基本是處于休眠狀態(tài)。由于充電器的功率大幅增加，“零待機(jī)功耗”的實(shí)現(xiàn)變得越來越困難。市面上的“零待機(jī)功耗”可以通過PD芯片跟終端設(shè)備的握手協(xié)議來實(shí)現(xiàn)，但犧牲了反應(yīng)速度。

小型化與效率提升

“小型化”的市場需求來自便攜設(shè)備，比如手機(jī)、電腦的充電器，在追求功率密度方面走在前列。隨著手機(jī)快充和電腦供電功率的增加，需要通過提升效率來盡量減少體積。舉個例子，5W（2007）的充電器尺寸和現(xiàn)在65W（2025）的充電器體積差不多。

而不同應(yīng)用場景的功率密度要求也不一樣，比如1.2W/cm3在100W手提電腦應(yīng)用中是比較難實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，而1.5W/cm3在100W手機(jī)充電器中比較容易實(shí)現(xiàn)，最主要的原因是滿載功率工作時間不一樣。

效率提升方法一：TP-PFC替代整流橋堆+PFC

要追求可商業(yè)化的主流的高功率密度產(chǎn)品，功率提升至關(guān)重要。直接的方法是減少ACDC整流橋堆損耗，目前有兩種途徑，第一種是整流橋堆用MOSFET Q1,Q2提高效率，但性價比不高；另外一種是采用TP-PFC，類似MP45000的方案，這個方案可以減少整流橋堆，市場上采用得越來越多。

效率提升方法二：ZVS flyback替代QR flyback

將主流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)用在不同功率段，從而實(shí)現(xiàn)最高的性價比。

● 小功率 10W，Buck

● 小功率 10-65W，CCM/QR flyback

● 中功率 75W-240W，PFC+QR flyback（準(zhǔn)諧振反激）；PFC+ACF（有源鉗位反激）PFC+ZVS flyback（零開關(guān)反激），PFC+AHB（非對稱半橋反激），PFC+LLC

● 大功率 >240W，主要采用PFC+LLC

目前很多的創(chuàng)新集中在75W-240W功率段，第一個原因是快充和PD 3.1的廣泛應(yīng)用；第二個原因是大量應(yīng)用功率從65W升到75W以上，包括手機(jī)充電、游戲筆記本、AI筆記本、顯示器、電視等。

PD寬電壓輸出的需求限制了LLC拓?fù)涞膽?yīng)用，目前主要采用flyback結(jié)構(gòu)。MPS新推出的無光耦的NovoOne系列ZVS flyback架構(gòu)相比于QR flyback，能在不增加成本的情況下提升1-2%的效率，成為極具性價比的優(yōu)異架構(gòu)。ZVS flyback是軟開關(guān)技術(shù)，效率非常接近AHB（非對稱半橋反激），但待機(jī)和輕載性能比AHB更出色，可以更好地滿足單口輸出的所有能耗要求（如5V 10%等）。最重要的是，用一個高壓FET就可以實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)，在成本方面更有優(yōu)勢，或?qū)⒊蔀?5W-240W功率段的高功率密度首選方案。

NovoOne ZVS flyback系列包含MPG44100與MPXG2100等產(chǎn)品，采用第三代半導(dǎo)體功率器件氮化鎵（GaN）做快速關(guān)斷，加上軟開關(guān)，其開關(guān)損耗極低。MPG44100與MPXG2100相結(jié)合的方案具備行業(yè)領(lǐng)先的高效率、極低待機(jī)功耗、超高集成度等優(yōu)勢，可以很好地滿足高頻小型化的設(shè)計需求，同時符合所有嚴(yán)格的全球能源標(biāo)準(zhǔn)，最大限度地降低系統(tǒng)復(fù)雜性，并大幅削減物料清單總成本。

圖1：GaN+新型拓?fù)涮岣咝?/span>

MPS公司簡介

Monolithic Power Systems, Inc.（MPS）是一家全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司，專注于基于芯片的高性能電源解決方案。MPS的使命是減少能源和材料消耗，從各方面改善生活質(zhì)量。公司于1997年由CEO Michael Hsing成立，擁有三大核心優(yōu)勢：深厚的系統(tǒng)級知識、卓越而專業(yè)的半導(dǎo)體設(shè)計能力、專有的半導(dǎo)體工藝、系統(tǒng)集成技術(shù)及創(chuàng)新能力。這些綜合優(yōu)勢使MPS能夠?yàn)榭蛻籼峁┛煽?、緊湊和單片集成的解決方案，使其產(chǎn)品更節(jié)能、更經(jīng)濟(jì)，同時也為我們的股東帶來持續(xù)的投資回報。更多MPS信息，請訪問www.monolithicpower.cn或各地辦事處。