大功率充电风口已至！MPS有哪些杀手锏方案助力主流客户？

3月是充电领域热闹的一个月。首先在MWC2022巴塞罗那充电大会上，realme正式发布了150W光速秒充技术，真我GTO Neo3上面共配置了2个版本，150W+4500mAh配置组合的光速秒充版本以及80W+5000Ah的大电池续航版本。150W光速秒冲刷新目前商用手机的最高快充功率。

 

3月17日，小米Redimi春季发布会上，正式发布Redmi K50 Pro、K50、K40S三大旗舰手机，以及Redmi MAX 100"巨屏电视等产品。Redmi K50 Pro定位硬核全能旗舰，最高512GB存储，搭载天玑9000芯片，高达120W 的快充与5000mAh单电芯电池的组合。

 

而在汽车领域，华为问界M5内置40kWh电池组，支持100kW快充充电桩，45分钟可以冲入60%电量。大功率快充，在消费电子、IoT设备乃至汽车充电领域都有涉及。

 

作为全球高性能模拟半导体供应商，芯源系统有限公司MPS在电源管理领域耕耘多年，他们提供的电源、电机驱动和位置控制等整套解决方案在工业、消费电子和汽车领域攻下众多客户，对于现在快充市场，他们有怎样的市场前瞻？USB PD3.1标准推出，对于电源市场带来了哪些改变？MPS有哪些领先的方案和产品进展？电子发烧友记者专访了MPS AC/DC产品总监Peter Huang，他带来了对电源市场的深刻洞察和前瞻观点。

图：MPS AC/DC产品总监Peter Huang

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USB PD3.1标准确立 预示大功率充电趋势确立

USB PD 3.1快充规范将功率分为标准功率范围（SFR）和扩展功率范围（EPR）。市场上主流的USB PD 3.0 PPS快充标准不变，最大充电功率100W，而新增加28V、36V、48V三个电压属于拓展功率范围，三个电压对应的最大输出电流均为5A，输出功率最大可以达到240W。

 

USB PD3.1快充标准还在拓展功率范围增加三组可调整电压档位，简称AVS，分别为AVS APDO 15V~28V5A、15V~36V5A、15V~48V5A。AVS最小调压步进是0.1V，并且继续沿用基于PDP的恒功率限制模式。

 

Peter Huang对电子发烧友记者表示，USB PD 3.1标准的推出，反映了消费市场大功率充电的趋势。在快充电源领域，大功率快充已经成为了市场的未来发展趋势，尤其是掌握着主流快充标准的USB-IF协会发布了USB PD3.1快充标准，可实现最大240W的充电功率。

 

为了应对大功率电源的应用需求，MPS今年下半年将会推出针对最新USB PD3.1快充应用(最大240W)，并能满足所有能效标准的新一代控制器。这将是未来业绩增长的新拐点。 

 

Peter Huang介绍说：“MPS在USB PD3.0标准布局很多，包括AC-DC、DC/DC产品，都会紧跟标准来开发。在100W-240W的快充应用中,普通拓扑结构很难同时满足在各个输出电压的轻载能效要求和实现满载功率最高效率。MPS看到新的市场机会，新功率范围内，我们把新的拓扑方案运用到产品中，满足PD3.1要求，我们今年计划推出一个符合USB PD3.1标准的产品，业界领先的产品，功率会覆盖到240W。”

 

MPS在大功率充电产品的布局早已经开始，去年10月，MPS推出了数字PFC+LLC集成控制器HR1211方案，基于这个方案，国内厂商也推出了100W多口快充和200W氮化镓多口快充方案。

 

Peter Huang指出，HR1211方案推向市场有一个契合点，这款产品充分体现MPS优势，这是一款数字控制芯片，集成多模式PFC和电流型LLC的二合一控制器，芯片集成了高压电流源、安规认证的X电容放电电路、PFC和LLC的高压驱动电路，从而实现了非常简洁的外围电路。

 

图：HR1211方案

因为HR1211的数字控制内核结合可重复编辑的存储单元，赋予整个方案强大的灵活性。PFC和LLC两级电路之间的配合，不同控制模式之间的切换；关键工作点的开关频率；保护功能的阈值、时间以及恢复方式；所有这些主要的功能都可以通过 UART 的通讯口进行自由配置，并能够在图化操作界面上完成，这使得基于 HR1211的电源设计能够灵活的适应不同应用在不同设计中的性能要求。

 

Peter Huang透露，今年针对100W到180W， MPS会在第二季度推出一个新产品HR127X这款产品的轻载效率比上一代更高，针对客户240W以下的终端产品要求，新方案比原来方案有功率的提升。

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大功率充电确立 率先发力的三大细分市场

根据电子发烧友记者的调查，120W以上的大功率充电已经率先在5G旗舰机型普及。Peter Huang指出，手机快充，向大功率演进。最早iPhone8都标配5W充电器，。iPhone11 Pro标配了18W快充，iPhone13只需要一个20WPD快充头，iPhone13 pro max支持最高27w快充。安卓手机都标配60W、66W快充，到了小米12 pro标配120W氮化镓充电器。

 

手机电池配置120W以上的快充也是屡见不鲜，随着功率密度的提升，大功率充电方案是一种发展趋势。这一点从小米、Realme、OPPO最新的5G旗舰机配置就可见端倪。

 

其次，消费类比如电视机向智能电视转变后，功耗在逐渐增大。以往传统电视40W-50W就可以，现在随着高清电视、屏幕越来越大，清晰度越来越高，电视电源系统的功率也在增大。比如华为智慧屏V65电视功耗到达200W。电源市场也是全力增长。

 

还有，近年来，人工智能与大数据产业的创新和发展速度惊人。5G通信技术的迅速普及，数据中心大量建设，对服务器电源的性能提出更高要求，以AI服务器为例，要求从12V升级到48V，从节省能源、提升整机功率密度和提升系统效率入手，大功率电源成为主要的发展趋势。

 

针对国内新兴的电动两轮车充电市场，Peter Huang认为，未来电动两轮车充电方案向安全性、绿色能源的趋势转变。电动两轮车在国外采用锂电快充，采用新的拓扑结构，随着国内电动车安全标准落地，对于电源芯片市场的增长也会带来助力。笔者在去年的慕尼黑电子展上，已经看到MPS在展示600W ACDC充电方案。

 

Peter Huang认为，现在业界充电器从小功率向大功率发展，就是朝MPS的优势领域靠近。电动工具、电动两轮车、手机、IoT设备等细分市场的充电适配器方案，都有不同输出电压和不同的功率要求。

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芯片供应难题 MPS有自身的解决之道

从去年下半年，全球半导体芯片缺货以来，芯片缺货问题一直在电源市场蔓延。“整个半导体行业产能不够，去年下半年和今年第一季度，产能紧缺的情况没有根本性好转。PD芯片缺货，快充芯片缺货，我们的芯片交期也比较长，MPS去年在汽车、消费、5G和工业领域都保持很强的增长势头。整体达到40%的增长，MPS的芯片产能扩充满足业绩增长幅度。”Peter Huang说。

 

据悉，MPS的芯片供应链都集中在大中华地区，服务全球。芯片工厂、芯片测试都在中国。本地化的生产、测试和交付，保证供应链的顺畅运作。“供货电源芯片上面，MPS和客户充分沟通，提前做好增产计划，在芯片缺货的大环境下满足客户自身的增长需求，现在大家都是努力配合客户把产品交期做好。” Peter Huang表示。

 

2022年，MPS ACDC 产品线会持续高速增长，正是前两年公司进军大功率市场战略落地的一个结果，HR1211的方案就是主力的方案之一，HR1211和快推出的HR127X都抓住了大功率快充的趋势。其大功率方案也会在PC、电动两轮车、智能电视，大功率照明得到市场的高度认可。

 

Peter Huang预计，未来2-3年USB PD3.1标准的充电器会占大头，消费电子和物联网设备充电都会采用这个标准，现在市场正在演化，MPS看好这个市场，也会不断带来新产品助力主流客户的市场成功。