氮硅科技推出65W氮化镓快充参考设计,具有2C1A输出接口,任何USB-C端口均支持65W快充输出。 该参考设计采用硝基硅最新的氮化镓集成控制器芯片DXP8001FA,该芯片集成了氮化镓HEM和控制器,大大降低了电路设计和调试的难度。
同时,该芯片还支持宽电源电压范围,满足PD快充的输出电压范围,无需额外元器件供电,进一步简化了外围电路。 下面充电头网络将带来氮硅科技65W氮化镓一体化快充解决方案的分析,让我们一起来看看这个解决方案的设计。
Nitrosilicon Technology 65W 参考设计侧面有一块小板。
侧板焊接有整流桥和同步整流电路,输出侧还焊接了一块小板,用于焊接USB-C输出插座。
游标卡尺测量的PCBA模块长度约为538mm。
宽度约为483mm。
厚度约为24mm。
测得的参考设计重量约为 65 克。
打开 DEMO 电源,使用 ChargerLab Power-Z KM003C 测量 USB-C1 端口是否支持 FCP、SCP、AFC、QC30/4+、sfcp、pe2.0、pd3.0、pps、dcp、sam 2a、apple 2.4A充电协议。
PDO数据包显示,USB-C1端口还有5V3A、9V3A、12V3A、15V3A和20V325A五组固定电压范围,33-11V5A设定PPS电压范围。
经测得,USB-C2 端口与 USB-C1 端口兼容相同的协议。
此外,PDO数据包相同,两个USB-C端口的输出性能相同,支持盲配供电。
最后测量USB-A口支持FCP、SCP、AFC、QC30、sfcp、pe2.0、dcp、sam 2a、apple 2.4A充电协议。
PCBA模块正面一目了然,左下角焊接有输入保险丝,安全X2电容,底板焊接NTC热敏电阻,共模电感。 高压滤波电容器焊接在左侧,变压器焊接在右侧。 右侧焊接在输出降压板上,降压电感和滤波固态电容器焊接在小板上,底板焊接有同步整流控制器和滤波固态电容器。
PCBA模块的背面焊接了一个GaN集成控制器芯片、两个SMD Y电容和一个反馈光耦。 此参考设计具有 65W 输出功率,具有固定电压输出和同步降压电路。 让我们从输入开始。
PCBA模块的输入端子一目了然,左侧焊接高压滤波电容,右侧焊接熔断器,安全X2电容和NTC热敏电阻。
输入保险丝用热缩管绝缘。
安全X2电容器来自Konisson,规格为022μf。
NTC热敏电阻丝印3D-7,用于抑制上电时的浪涌电流。
共模电感器由漆包线和绝缘线缠绕而成。
PCBA模块侧板上焊接了两个整流桥,同步整流控制器和同步整流管。
输入端的两个wrmsb40m整流桥来自深圳沃德实业,规格为4A 1000V。 WRMSB40M是一种柔性电桥,具有柔和的恢复曲线和平滑的关断特性,可以降低二极管的结电容,实现极小的谐波振荡。
Wald WRMSB40M 细节。
充电头网了解到,世界软桥也已应用于OPPO 50饼干氮化镓快充、红大顺65W氮化镓充电器、飞频65W USB PD氮化镓充电器、ROCK 65W氮化镓充电器、迈多多65W氮化镓充电器、迈多多30W 1A1C快充充电器等产品,性能得到了客户的一致认可。
整流桥的小板后面焊接了一个高压滤波电容器,来自永明。
高压滤波电容器的额定电压为 27 F400V。
输入保险丝后面是一个差模电感器,由热缩管护套绝缘。
其他四个滤波电容器的规格相同,均为27 F400V,滤波电容器的总容量为135 F。
该参考设计的核心是 Nitrosilicon Technology 的 GaN 集成控制器 IC,型号为 DXP8001FA。 该芯片集成了一个 650V 165M 氮化镓开关和一个高频反激式控制器,用于 PD 快速充电适配器应用。 该芯片支持9-85V的电源电压范围,覆盖33-21V 输出电压免除了额外的电源绕组和降压电路。
DXP8001FA采用自适应多模控制,支持DCM和QR模式,支持突发模式,提高能效。 该芯片集成了丰富的保护功能,包括输出过压保护、电源过压保护、欠压保护和采样电阻短路保护。
DXP8001FA采用DFN8*8封装,有效降低芯片温升。 通过集成氮化镓开关和控制器,提高了转换效率、功率密度、可靠性和开关频率,减少了寄生参数对系统的影响,减少了组件数量,简化了快速充电源的设计。
硝基硅技术DXP8001FA情况说明书。
变压器铁芯紧密缠绕,并用胶带绝缘。
四川泰瑞翔科技有限公司的SMD Y电容器具有体积小、重量轻的特点,非常适合氮化镓快充等高密度电源产品。 部件号为TMY1102M,较低的部件号为TMY1222M。
特瑞翔专注于被动元件的研发、生产和销售,注册资金1亿元。 它拥有SMD TRX和DIP TY电容器两大类独立电容器品牌,TRX将致力于陶瓷材料的研究,以拓展更多品类的应用,为客户提供更多的解决方案。
充电头网了解到,除了被倍思高通QC5认证100氮化镓快充、迈多多100W氮化镓、OPPO 65W超级闪充氮化镓充电器、联想90W氮化镓快充、努比亚65W氮化镓充电器、倍思120W氮化镓+碳化硅PD快充、 等,也可应用于海路通、First Guard、贝尔金等品牌的20W迷你快充,性能得到了客户的一致认可。
亿光EL1019光耦用于输出电压反馈。
同步整流控制器丝网印刷IBHJN,实际型号为MP6908A,来自MPS鑫源半导体,最大工作频率为600kHz。 支持DCM、CCM、QR、ACF多种工作模式,支持高边和低边应用,并具有振铃检测功能,防止误开。
同步整流管来自威安,型号WMB072N12LG2,NMOS耐压120V,导通电阻54M,PDFN5060-8L包装。
输出滤波电容覆盖有红色绝缘套管。
输出端焊接有降压小板,小板焊接有USB-C母连接器、同步降压开关管、固态电容滤波。
小板的背面焊接有降压电感器。
两个降压电路的主控制芯片采用智融SW3516H,用于降压控制和协议识别。 智融SW3516H是一款高度集成的多快充协议双口充电芯片,支持A+C口任意端口快充输出,双口独立限流。
该SW3516H集成了一个 5A 高效同步降压转换器。 支持PPS、PD、QC、AFC、FCP、SCP、PE、SFCP等多种快充协议,最大输出PD 100W,CC CV模式,双口管理逻辑。 只需少量外围元件,即可形成完整的高性能多快充协议双口充电方案。
智荣科技SW3516H数据。
通过对充电头网络的拆解,发现SW3516H还用于华硕65 2C1A氮化镓充电器、努比亚65W氘峰三口氮化镓快速充电器、雷柏65W氮化镓快充、Greenlink 65W 4C口氮化镓快充充电器、联想90W闪充双口氮化镓充电器、宏达顺120四口2C2A快充等产品, 此外,智融的快充芯片还可用于USB PD快充移动电源、快充车充等领域。
另一款降压协议芯片也采用智融科技SW3516H。
两款同步降压开关均来自瑞骏半导体,型号为RUH4040M2,NMOS,耐压40V,导通电阻8M,采用PDFN3333封装。
两个降压电感器用热缩管绝缘。
两个滤波电容来自瑞龙,规格为220 F25V,两个电容对应两个输出。
相同规格的滤波电容器也焊接在小板的背面。
USB-C2 和 USB-A 端口的 VBUS 开关来自瑞骏半导体,型号为 RU30D20,为双 NMOS,耐压 30V,导通电阻 85M,PDFN3333包装。
用于自动配电控制的无标准 MCU 特写。
USB-C插座通过焊接固定,黑色橡胶芯不露出铜。
USB-A 插座有一个绿色橡胶芯,前面有一个辅助触点。
通过对硅氮DXP8001FA氮化镓集成控制器芯片的参考设计分析,发现该参考设计的开关电源只使用一个芯片,取代了传统氮化镓快充中控制器+氮化镓开关的设计。 该参考设计使用 DSP8001FA GaN 集成控制器芯片,这是一种具有固定电压输出的反激式架构。
输出采用两个独立的降压电路,采用智融科技的SW3516H降压协议芯片,外接开关管和降压电感,实现三口快充。 PCBA模块采用三小板组合焊接,分散了热源,降低了温升,便于散热设计。
DXP8001FA采用自适应多模控制,支持DCM和QR模式,支持突发模式,提高能效。 该芯片集成了丰富的保护功能,并采用热增强型DFN8*8封装,为GaN快充提供了高效可靠的解决方案。