茂睿芯:MSD1820-Q1单晶车规级双通道30mΩ高边开关正式发布

Release time:2023-12-11
author:AMEYA360
source:茂睿芯
reading:2067

  智能高边开关是一种保护电子电路免受电击穿破坏(异常时的过电流)的元器件,与常规用于保护装置的保险丝不同的是它能利用半导体技术,内置保护电路和能量吸收电路,即使出现异常的电能(异常时的过电流)也不会损坏。它可以在不损坏或恶化的前提下保护电路,有助于构建免维护的系统,所以在新的汽车电子电气架构中,智能高边开关得到了广泛应用。

茂睿芯:MSD1820-Q1单晶车规级双通道30mΩ高边开关正式发布

  “君子之学必日新,日新者日进也。”茂睿芯在国产高边开关领域率先推出了采用单晶技术的双通道30mΩ级别智能高边开关: MSD1820-Q1。MSD1820-Q1能以5A/CH的负载能力做到负载电流汇报、负载开路检测、负载短路到地、负载短路到电池、芯片过温等完善的检测功能,同时具备输入欠压保护、输入过压钳位、短路保护、过温保护、电池反接保护等全面的可靠性保护功能,能有效降低车辆紧急状态下的事故风险,为系统功能安全保驾护航。

  MSD1820-Q1一大优点在于它采用了可靠性一流的单晶技术,是国内首款采用此技术成功开发的RDS(ON)≤30mΩ的高边智能开关,成功填补了国内采用高可靠性、单晶的高边开关方面的空白。相比于传统的保险丝+继电器方案,MSD1820-Q1拥有更灵活简单的控制方式、极低的功耗、高寿命以及更强的电磁兼容等优点,且在单晶技术的加持下,MSD1820-Q1更具小尺寸、轻薄化、高引脚、高速度等特征,能充分满足市场对集成电路产业更小尺寸,更高性能和更低成本的要求。

  一、功能框图

茂睿芯:MSD1820-Q1单晶车规级双通道30mΩ高边开关正式发布

  二、MSD1820-Q1产品功能

  30mΩ的低导通电阻

  60A过流保护阈值

  2μs过流保护响应时间

  3%以内的电流汇报精度

  0.6μA(典型值)的超低静态电流

  -16V(典型值)的输入耐负压能力

  三、重点功能介绍

  1、30mΩ的低导通电阻

  随着汽车智能化的发展,单台汽车的高边开关用量能达到100个通道,主要分布于导通电阻为10mΩ~100mΩ区间。导通电阻是与导通损耗直接相关且会随着MOSFET温度升高而增大,RDS(ON)越小意味着导通损耗越小、效率越高,工作温升则越低,这对于新能源汽车而言尤其重要,因为它能够更有效地利用有限的电能,提高整车的续航能力。MSD1820-Q1作为一款双通道30mΩ高边功率开关产品,能覆盖车身控制50%以上的应用场景,有效提高整车的智能化水平。

  2、60A过流保护阈值&2μs过流保护响应时间

  高浪涌电流是汽车系统功能中比较常见的应用场景,这些场景往往要求高边开关的浪涌电流能力/稳态电流能力>10。这就相当于如果稳态电流能力是5A,那至少在50A的浪涌电流场景下芯片不能触发过流保护,十分考验芯片在满足应用场景需求的同时还需要保证器件的可靠性,对器件的保护响应时间要求很高。MSD1820-Q1的60A过流保护阈值能让负载55W卤素大灯实现一次开启成功,2μs的过流保护时间能保证其在长期短路可靠性试验下不损坏。

茂睿芯:MSD1820-Q1单晶车规级双通道30mΩ高边开关正式发布

茂睿芯:MSD1820-Q1单晶车规级双通道30mΩ高边开关正式发布

  3、3%以内的电流汇报精度

  MSD1820-Q1诊断功能依靠IS pin、负载电流通过固定的K值倍率来实现,3%精度的输出电流上报能力,能够精确反馈负载电流状态。比如同时驱动5W和42W的车灯,5W的车灯损坏时,MSD1820-Q1能及时识别并上报给MCU进行应对策略,同时IS上报范围会进行区别处理,电流采样上报时IIS=0~1.87mA、开路状态上报时IIS=2~3.5mA、故障状态上报时IIS=4~6.5mA,IS电流会分段上报状态,可以让MCU更容易区分不同的IS汇报对应的状态,从而使控制更方便。

茂睿芯:MSD1820-Q1单晶车规级双通道30mΩ高边开关正式发布

  4、0.6uA的超低静态电流

  无论是商用车还是乘用车,车上的电子元器件都众多,当车处于熄火状态时,车上所有电子元器件都由12V/24V的蓄电池进行供电,而蓄电池具有容量限制,若电子元器件静态电流太大,蓄电池则会呈现亏电状态从而导致汽车打火失败。

  而MSD1820-Q1能在所有I/O口变低1ms之后,使电子元器件进入休眠状态,此时静态电流在18V电压全温度范围实测都小于0.6uA,而且当接受到IN信号变高时,能在100us内实现快速响应,有效解决蓄电池亏电的问题。

  四、典型应用

茂睿芯:MSD1820-Q1单晶车规级双通道30mΩ高边开关正式发布

  MSD1820-Q1是茂睿芯发展车规芯片的重磅产品,在正式问世前已凭借其优秀的产品特性和一流的封装技术获得众多试样客户的认可与推广。“日拱一卒,功不唐捐。”茂睿芯将会以高边开关MSD1820-Q1为基础深耕国产车规芯片技术,抓住国内汽车产业变革期,不断突破,为国产车规芯片贡献一个有口皆碑的技术品牌持续奋斗!

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从GaN 到 SiC, 茂睿芯控制器释放宽禁带半导体潜能
  2025年3月28日,茂睿芯受邀参加充电头网在前海国际会议中心举办的2025(春季)亚洲充电展。茂睿芯华南区应用经理梁潮裕先生参加了同期举办的2025亚洲充电大会,并在现场带来了主题为《666:从GaN到SiC, 茂睿芯控制器释放宽禁带半导体潜能》的演讲。演讲主题中的3个6为茂睿芯即将推出的3款以6结尾新品:MK2706、MK2606S和MK1206H,此次演讲重点介绍了这3款产品的特点、优势以及实际测试效果。  MK2706是一款集成700V/170mΩ的氮化镓功率管AC/DC产品,采用了全新GaNControlTM技术,能做到Current Sense 无采样电阻损耗,采用小环路+miller钳位的方式达成安全驱动,以及主动SR短路保护提高可靠性,并且能省去4颗个1206采样电阻,低压90V转换效率能提升0.3~0.4%,真正为客户做到省钱、省损耗、省心!  MK2606S是截至目前为止,国内首发推出的小6pin直驱SiC的QR反激控制器,SiC本身具备高可靠性、高功率密度、高效率和耐高温的特点,MK2606能省去额外的SiC驱动器和驱动电路,具备全程QR/DCM以进一步提升转换效率、管脚抗扰加强能适用工业恶劣场景等产品优势。  MK1206H是茂睿芯针对PD应用低电压做的一款5.1A大电流SR同步整流芯片,支持65W PD应用,助力多口充市场,可放置在输出正端或负端,支持CCM/DCM/QR、<500kHz频率、低至 3V 输出电压(自供电),MK1206H能做到10ns极低关断延迟和4A关断电流,使得Vds应力尖峰电压能做得更低,同时具备25ns快速开通延迟进一步提升系统转换效率,适用于USB-PD快充、适配器及多口插排等应用场景。  自2017年成立之初以来,茂睿芯始终坚持自主研发和创新驱动的开发理念,持续聚焦PD快充、工业电源等场景,打造了系列一站式解决方案的高性能模拟芯片产品,目前产品已覆盖消费电子、工业与算力及汽车电子等应用场景。
2025-04-03 17:35 reading:271
茂睿芯荣获国产模拟IC行业优秀奖!
  2024年12月7日,茂睿芯受邀参加21世纪电源网举办的行业“千人半导体大会”-第十五届亚洲电源技术发展论坛,并荣获国产模拟IC行业优秀奖!  此次亚洲电源技术发展论坛聚焦当前全球能源转型大背景下电力电源的发展为主题,全面打造了4大会场,涉及小功率、高功率、消费类电子、汽车、工业5G、光伏储能等多产品领域。我司技术市场副总李伟先生受邀并出席了此次论坛。  李伟先生以《无缝跃迁:氮化镓和碳化硅电源控制器 茂睿芯想工程师所想》为题,分享了茂睿芯聚焦主流拓扑的一站式方案布局,以及介绍了茂睿芯有哪些实现MOS-GaN-SIC无缝跃迁的电源控制和驱动产品。  并以即将面市的MK2606系列为例,详细说明了茂睿芯产品能无缝支持E-GaN、D-GaN、SJ MOS以及SIC MOS,真正想工程师所想,实现硅MOS、氮化镓、碳化硅的全兼容,为客户省时、省力和节约成本!  展会现场也展出了许多无缝跃迁的产品模块,LD-GaNTM技术的65W集成方案MK2789,BOM级兼容产品HB LLC控制器MK2165、MK2189&MK2199、CCM PFC 控制器MK2554等。  茂睿芯一直以倾听客户声音为产品开发的初衷,坚持技术创新和强化产品性能为服务宗旨。在当前半导体市场规模持续与日增长的情况下,只有想客户所想、忧客户之忧,才能建筑良好体验,解决客户困扰。茂睿芯感谢主办方颁发的“国产模拟IC行业优秀奖”,更感恩每一位客户的信任与支持,“树木在森林中相依偎而生长,星辰在银河中因辉映而璀璨。” 我们期待2025年继续与诸君同行,共绘国产半导体合作共赢的绚丽篇章!
2024-12-23 14:00 reading:991
茂睿芯推出90A智能功率级(SPS)MK6850
  自2022年OpenAI发布ChatGPT以来,生成式人工智能(AI)技术获得了广泛关注,一系列开创性研究成果相继发布,引领了人工智能的新一轮创新浪潮。当前人工智能、数据中心等算力基础设施,都以GPU、NPU/TPU、CPU等算力芯片作为计算核心,它们均基于先进半导体工艺制作,采用多相电源(多相控制器 + 智能功率级Smart Power Stage,简称SPS)为其提供低压大电流的电源管理解决方案。为满足客户当前对多相电源高功率密度、高效率和高可靠性的需求,降低TCO、提高电能转换效率和实现“双碳”目标,茂睿芯推出了90A等级的智能功率级MK6850。  SPS在AI服务器供电架构中的应用  SPS在传统服务器供电架构中的应用  二、茂睿芯90A SPS产品 MK6850  智能功率级是一种高端的DC-DC芯片,是电源管理芯片中技术含量最高的产品之一。MK6850作为一颗智能功率级产品,采用多晶圆封装技术,内部集成了两颗超低Rdson 的SGT MOSFET和一颗高性能驱动芯片,同时采用了业界标准的5mmx6mm QFN封装,此封装占板面积小,可大幅提升功率密度,能广泛应用于高性能服务器,存储服务器,数据通讯,AI训练和推理加速卡,显卡,高端台式机和笔记本等应用。  三、MK6850 产品特征  ● 集成高性能SGT MOSFET上下管和智能驱动  ● 30V/25V 上/下管耐压  ● 90A 最大平均电流  ● 120A 峰值过流保护  ● 5uA/A IMON上报  ● 8mV/℃ 温度上报  ● 200kHz-1.2MHz 开关频率,瞬态4MHz  ● 4.5V-16V 输入电压范围  ● 4.5V-5.5V 驱动电压  ● 3.3V/5V PWM逻辑电平  ● 支持三态PWM和使用下管体二极管进行降低过冲操作  ● BOOT-PHASE 电容电压自动刷新充电  ● 丰富的保护功能:正电流保护, 负电流保护, 过温保护,VCC/VDRV/BOOT-PHASE欠压保护, 上、下管短路保护,智能故障上报识别Fault ID  ● 兼容多品牌多相控制器  ● 符合ROHS标准  ● 管脚兼容(行业标准39-Pin 5x6 QFN)  四、MK6850 引脚封装图&典型应用框图  MK6850引脚封装图  MK6850典型应用框图  五、MK6850 三大重要设计指标  GPU、NPU/TPU、CPU等算力芯片的运算速率越来越高,处理数据量与日俱增,能耗持续攀升,对智能功率级(SPS)的性能和稳定性提出了更高的要求,因此茂睿芯将高可靠性,高效率和高精度IMON上报作为MK6850的三大重要设计指标。  1、高可靠性  针对高可靠性,MK6850采用了垂直结构的SGT MOSFET,相较于平面MOSFET,SGT MOSFET具有热阻小,耐压高,EAS能力强。经过器件长时间的封装可靠性测试、超20万小时的重载可靠性测试以及极限测试,全方位地验证了器件的可靠性,确保其稳定可靠。  2、高效率  为提高效率,MK6850采用了超低Rdson的SGT MOSFET,配以低阻抗大通流的铜扣封装,对死区时间进行了精细优化。以12V输入、1.8V输出、5V驱动电压、800kHz开关频率条件为例,MK6850的峰值效率为94.7%,领先于国内同类产品。  12V 转1.8V效率图(已含电感损耗)  3、高精度 IMON 上报  SPS产品的IMON上报精度对于CPU等中央处理器的性能起到至关重要的作用,上报偏高会限制CPU的性能;上报偏低可提高CPU性能,但会使CPU过热从而影响CPU使用寿命。  MK6850具备实时侦测内部MOSFET电流信息的能力,结合驱动器内置的先进电流上报算法以及精准的温度补偿机制,使其能够实现5uA/A且精度为±5%的IMON输出,确保提高CPU性能的同时不影响CPU的使用寿命。  12V转1.8V 800kHz IMON上报误差图  六、MK6850 温度上报与保护功能  MK6850内部集成了温度上报与过温保护功能,温度信息通过TMON引脚以8mV/℃的比例输出。同时,MK6850 TMON引脚还兼具故障输出功能,能够通过电平的高低向多相控制器报告不同类型的错误。  在保护功能方面,MK6850特别设计了峰值逐周期限流功能,专为预防多相控制器误发长PWM脉宽信号而出现输出电感饱和的问题,这一功能设计为防止电感饱提供了坚实后盾与最后一道安全防线。  其次,MK6850还具备负电流保护功能,能够在输出电压下调(DVID DOWN)或过压保护(OVP)等情况时,有效防止因长时间开启下管所导致的电感反向饱和现象。即便在电感未发生反向饱和的情况下,当控制器需要关闭下管时,也能阻止过大的负电流流经上管的体二极管,从而确保上管的安全,避免其因过热而损坏。  值得一提的是,MK6850还具备BOOT电容自动刷新功能,当PWM信号持续处于三态模式,并且BOOT电容电压跌落至预设的阈值以下时,驱动电路会自动对BOOT电容进行充电,这一设计确保了在下一次上管开启时能够为其提供足够的驱动电压,从而保障整个电源系统稳定和高效的运行。  七、MK6850 兼容性分析与测试  1、MK6850 兼容性分析  智能功率级(SPS)与控制器必须连接的三个引脚为IMON、TMON/FLT和PWM,以下从原理上分析MK6850 这三个引脚和市面上主流多相控制器的兼容性。  ①IMON 引脚  MK6850 IMON上报符合业界通用标准5uA/A,通过微调控制器IMON的Gain和Offset,可达到CPU所要求的IMON上报精度,也可以外接1kΩ电阻,将电流型的IMON变成电压型IMON,实现向下兼容。  ②TMON/FLT 引脚  MK6850 TMON符合业界通用标准8mV/℃,0.6V@0℃,可完全实现兼容,发生Fault时TMON能拉高至3.3V。  ③PWM 引脚  MK6850 符合业界控制器通用3.3V PWM电平标准。  MK6850可以在PWM三态、PWM高和PWM低之间任意切换,POCP功能可保护PWM高到PWM三态产生长脉宽而造成地电感饱和。  MK6850支持PWM高最小脉冲,当PWM高不足50ns时能扩展为50ns,可防止驱动器损坏。  MK6850支持PWM低最小脉冲,当PWM低不足50ns时能扩展为50ns,可防止驱动器损坏。  MK6850支持NOCP,当PWM常低时防止电感反向饱和,阻止负电流损坏上管体二极管。  MK6850支持POCP,当控制器P2CL不准确,或者PWM常高时防止电感饱和。  MK6850支持大动态释放负载时PWM变为三态进入Body Braking模式。  2、MK6850 兼容性测试  MK6850的驱动器内置严密控制和保护逻辑,已成功与国内外多家厂商的多相控制器进行了广泛的兼容性测试,包括但不限于英特尔VR14 Eagle Stream 350W平台、国内64核ARM平台&SW64平台。  ①Intel VR14 Eagle Stream平台0A-445A静态电流上报: 通过  ②Intel VR14 Eagle Stream平台108A-445A, 1081A/us, 3D Worst Case:通过  ③通过多客户多平台测试  八、MK6850 典型应用场景
2024-12-17 14:12 reading:752
茂睿芯全系列车规CAN收发器概览
  茂睿芯全系列车规CAN收发器产品目前均已实现量产出货,包括:MCAN1042-Q1、MCAN1044-Q1、MCAN1043-Q1、MCAN1145-Q1,新款集成信号改善技术的CAN FD SIC收发器MCAN1462-Q1、MCAN1463-Q1、MCAN1465-Q1。  一、全系列车规 CAN 收发器选型表  二、CAN产品规划路线图  三、产品特征  ● 标配信号改善能力  (振铃抑制/SIC-Signal Improvement Capability)  ● 增强总线传输性能  ● 提高总线通信速率  ● 优化总线共模输入能力  ● 强化总线系统级ESD能力  ● IO口兼容5V和3.3V应用(部分型号可以兼容1.8V应用)  ● 支持与不同厂家收发器的组网兼容性通信  ● 唤醒模式涵盖本地唤醒、任意帧唤醒、局部联网功能,适配客户不同的应用场景  ● 向下兼容,无需任何软硬件改动,即可完成收发器的版本升级  四、全系列 CAN 收发器引脚封装总览  茂睿芯推出的最新款CAN FD SIC收发器(MCAN1462-Q1、MCAN1463-Q1、MCAN1465-Q1等)适配不同的总线拓扑,涵盖了线性拓扑,多分枝拓扑(含单星型、多星型拓扑),在8节点、16节点网络拓扑下,支持2Mbps、5Mbps甚至更高的通信速率。  五、C&S兼容性报告  茂睿芯推出的CAN收发器能提供德国C&S实验室提供的兼容性报告,可直接和其他通过C&S认证的CAN收发器稳定可靠的通信,能保证汽车电子各控制单元(ECU)之间互联互通,提高整车的性能和可靠性。
2024-12-10 10:33 reading:606
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