時科MOSFET 65W PD快充解决方案

時科 SKG108N10AD 从同步整流入手，回应快充设计五大挑战

功率做到 65W，体积还要继续缩小；输出侧电流不小，内部散热空间却十分有限。对于 PD 快充方案，效率、温升与功率密度从来不是彼此独立的指标。一个整流环节的损耗，既可能影响整机效率，也可能增加局部散热压力。

快充电路板示意图。

控制器的集成度不断提高，外围功率器件的匹配同样关键。同步整流 MOSFET 如何选，才能兼顾导通损耗、驱动幅度、关断应力和紧凑布局？

時科 65W PD 方案采用 SKG108N10AD 作为同步整流 MOSFET，通过 100V 耐压、毫欧级导通电阻、明确的双驱动电压规格及 PDFN5×6 封装，为这些设计问题提供器件层面的解决路径。

图1｜時科 65W PD 同步整流方案：以 SKG108N10AD 对应损耗、驱动、应力与散热需求。

方案架构：高集成控制配合外置同步整流

時科 65W PD 方案采用 SC3107C 控制器与外置同步整流 MOSFET 配合。SC3107C 将 GaN 开关、初级控制、同步整流控制和协议控制集成于单一封装，有利于减少分立控制器之间的外围配合；外置同步整流器件则保留了耐压、导通电阻与封装的选型空间。

这种架构的优势在于：用较高的控制集成度简化系统实现，再通过匹配的功率器件优化关键损耗环节。 SKG108N10AD 位于输出侧同步整流位置，其栅极连接 SRG，漏极经 51Ω 电阻接入 SRD 检测支路，漏源之间配置 1nF 与 10Ω 串联 RC 吸收网络。

控制、检测与功率器件相互配合，形成同步整流的实现基础。器件的价值不仅体现为一组规格，还体现为这些规格与实际电路需求的对应关系。

图2｜方案功能架构示意。

图3｜時科 65W PD 完整原理图，包含输入、主功率控制、同步整流、接口与母线电容模块。

痛点一：整流损耗增加，有限空间内的温升压力随之增大

难点

快充输出侧需要处理脉冲电流。同步整流 MOSFET 的导通损耗与电流有效值的平方成正比，当电流增大时，即使导通电阻只相差几毫欧，也值得纳入损耗预算。仅关注输出功率，容易忽略整流管自身的发热。

解决：以毫欧级导通电阻优化整流通道。

SKG108N10AD 在 VGS=10V、ID=40A、TJ=25℃ 条件下，导通电阻典型值为 4.8mΩ，最大值为 5.2mΩ。在驱动充分、控制时序合理的前提下，低阻沟道为降低整流导通损耗提供了直接的参数基础。

按照 Pcond≈ISR,rms²×RDS(on) 估算，若完整开关周期内的沟道电流有效值取 6A，采用 5.2mΩ 计算，导通损耗约为 0.187W。

对方案而言，减少整流环节的导通损耗，有助于降低这一器件的热负担，为整机散热设计提供更有利的条件。计算应采用实际沟道电流有效值，并结合栅压和温度修正，不能直接代入输出平均电流。

图4｜两组室温最大导通电阻绘制的 I²R 计算曲线，不含切换、体二极管及外围损耗。

难点二：导通电阻很低，实际驱动下能否发挥出来？

痛点

MOSFET 的导通电阻与栅源电压相关。若选型时只看 10V 条件下的参数，而实际驱动幅度较低，损耗估算就可能偏乐观。阈值电压也不能作为充分导通的判断依据。

解决：提供 4.5V 与 10V 两组明确规格，让驱动匹配有据可依。

除了 10V 驱动下最大 5.2mΩ，SKG108N10AD 在 VGS=4.5V、ID=20A、TJ=25℃ 条件下，还给出 7.0mΩ 典型值、8.5mΩ 最大值。

两组规格能够帮助工程师根据实际 VGS 幅度评估导通表现。对于時科 65W PD 方案，可结合 SRG 驱动及器件引脚处的栅源波形，选择相应的导通电阻作为损耗计算依据。

这一特点的应用价值，是把“低导通电阻”的产品特性落实到具体驱动条件。

图5｜SKG108N10AD 核心规格，导通电阻、栅电荷及热参数均保留对应条件。

难点三：输出电压不高，为什么还要重视整流管耐压？

痛点

反激次级整流管承受的关断电压，并不等于输出电压。原边电压的匝比折算分量、变压器漏感和回路寄生参数，会共同影响漏源电压及开关尖峰。只按输出档位判断耐压，无法完整覆盖器件应力。

解决：100V 耐压等级，配合检测与 RC 网络开展应力设计。

SKG108N10AD 提供 100V 漏源耐压等级，可作为次级整流关断电压和尖峰评估的基础。在時科 65W PD 电路中，漏源间的 1nF＋10Ω RC 支路为振铃抑制提供调试手段，SRD 支路则承担相关检测连接。

方案将器件耐压、开关检测与外围吸收结合起来，便于围绕尖峰和振铃开展优化。实际裕量仍需结合变压器参数，以及输入变化、启动、负载变化等工况下的 VDS 波形确认。

100V 耐压与毫欧级导通电阻的组合，使 SKG108N10AD 同时回应关断承压和导通损耗两方面的选型要求。

图6｜同步整流电气连接重绘。51Ω 属于检测支路，10Ω 属于 RC 吸收支路。

图7｜关断电压的组成与验证关注点。波形为定性示意，非示波器实测。

难点四：降低导通损耗之后，切换过程如何进一步优化？

痛点

同步整流并非仅有导通损耗。栅极充放电需要驱动能量，切换交接期间体二极管可能短时参与导电；不同工作模式和换向条件，也会影响动态损耗。仅比较 RDS(on)，不足以完成器件选型。

解决：以栅电荷和快恢复特性，支撑动态匹配分析。

SKG108N10AD 的 Qg 典型值为 62nC、Qgd 典型值为 20nC，测试条件为 VDD=50V、VGS=10V、ID=40A。该组参数为控制器驱动能力和驱动消耗的估算提供参考。

器件采用快恢复体二极管，在 IF=40A、di/dt=100A/μs 条件下，trr 典型值为 40ns、Qrr 典型值为 66nC。这些参数有助于评估换向过程，结合驱动时序，可围绕体二极管导通时段及相关损耗开展优化。

对于時科 65W PD 方案，导通电阻、栅电荷与二极管特性共同构成选型依据。

图8｜依据规格书重绘的电阻负载开关测试关系及切换示意。栅电荷和反向恢复参数采用各自测试条件，并非由左侧测试电路直接测得。

痛点五：器件放得下，热量却不容易导出去

难点

小型化充电器的空间有限，功率回路、检测走线和散热铜面需要相互协调。若仅关注封装大小，忽略完整热路径，就难以将器件的低损耗特点转化为合理的温升表现。

解决：PDFN5×6 封装，配合板级热路径设计。

SKG108N10AD 采用 PDFN5×6 封装，结到壳热阻 RθJC 为 1.0℃/W。紧凑功率封装便于围绕同步整流回路布置焊盘和铜面；结合散热过孔、驱动回流与检测走线优化，可同时兼顾电气和热设计需求。

在方案实现中，应尽量缩短功率回路，将吸收网络靠近相关开关节点，并让检测路径避开高 dv/dt 节点的干扰。由于导通电阻会随结温升高而增大，热设计还应纳入温度修正。

器件低导通电阻有助于减少热量产生，合理的封装与板级设计则帮助热量向外传递。两者结合，才能为紧凑快充方案提供更完整的解决思路。

图9｜PDFN5×6 焊盘功能与热路径示意。1.0℃/W 仅指结到壳热阻，不等于结到环境热阻。

为什么选择 SKG108N10AD？让产品特性逐项回应方案需求

時科 65W PD 方案通过高集成控制与外置同步整流配合，为系统简化和效率优化提供实现基础。SKG108N10AD 的价值，则来自一组与应用需求相匹配的器件特性：

• 针对整流损耗：10V 驱动下最大 5.2mΩ，为降低沟道导通损耗提供依据。
• 针对驱动匹配：4.5V 驱动下最大 8.5mΩ，支持按实际栅压评估导通表现。
• 针对关断应力：100V 耐压等级，支持次级整流位置的电压设计。
• 针对动态过程：明确的 Qg、Qgd、trr 和 Qrr 参数，便于驱动及换向分析。
• 针对紧凑实现：PDFN5×6 封装，配合功率回路和完整散热路径设计。

图10｜从方案需求到器件参数，再到电路匹配与验证，建立可追溯的选型依据。

从降低整流损耗，到匹配驱动与控制，再到兼顾耐压和散热，SKG108N10AD 为時科 65W PD 快充提供了明确的器件支持。对于追求高效率与紧凑布局的电源开发，选型的关键在于让每一项参数都对应到实际设计需求。

時科 SKG108N10AD——以 100V 耐压与毫欧级导通电阻，助力 65W PD 快充同步整流优化。

需要进一步评估器件参数，可查看 SKG108N10AD 产品规格书，并结合实际驱动、电压应力和温升条件开展选型。

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