GaN/氮化鎵65W(1A2C)PD快充電源方案
近期美闊電子推出了一款全新的氮化鎵65W(1A2C)PD快充充電器方案,該方案采用同系列控制單晶片:QR一次側(cè)控制IC驅(qū)動MTCD-mode GaN FET(MGZ31N65-650V)、二次側(cè)同步整流控制IC及PD3.0協(xié)議IC)可達到最佳匹配。
GaN/氮化鎵作為第三代半導體材料經(jīng)常被用在PD快充里面;氮化鎵(GaN)擁有極高的穩(wěn)定性,將GaN用于充電器的整流管后,能降低開關損耗和驅(qū)動損耗,提升開關頻率,附帶地降低廢熱的產(chǎn)生,進而減小元器件的體積同時能提高效率。
一、方案概述:
尺寸設計:60mm*60mm*30mm
輸出規(guī)格:5V/3A, 9V/3A, 15V/3A, 20V/3.25A
輸入電壓:90-264 Vac @ 60/50Hz
輸出接口:USB-PD C型式,A型式
低待機功耗:空載損耗低于50mW
高效率:輸出20V重載時可達91.62%效率及功率密度可達1.5W/cm3
供電范圍:二次側(cè)同步整流控制IC及PD3.0協(xié)議IC
二、芯片特性:
MGZ31N65芯片內(nèi)部集成650V耐壓,250mΩ導阻的氮化鎵開關管;內(nèi)置驅(qū)動器以及復雜的邏輯控制電路;支持輸出過壓保護,支持變壓器磁飽和保護,支持芯片供電過壓保護,支持過載保護,支持輸出電壓過壓保護,支持片內(nèi)過熱保護,支持電流取樣電阻開路保護,具有低啟動電流。
三、PCB布局圖:

四、優(yōu)勢:
■返馳式谷底偵測減少開關損失
■輕載Burst Mode增加效率
■最佳效能可達91%
■空載損耗低于50mW
■控制IC可支持頻率高達160 kHz
■系統(tǒng)頻率有Jitter降低EMI干擾
■控制IC可直接驅(qū)動GaN
■進階保護功能如下:
(1) VDD過電壓及欠電壓保護
(2) 導通時最大峰值電流保護
(3) 輸出過電壓保護
(4) 輸出短路保護
■可輸出65W功率
五、電路原理圖

六、主要零件溫度量測:

七、傳導EMI量測 (CISPR22 Class B/EN55022)

八、輻射EMI量測:

GaN/氮化鎵65W(1A2C)PD快充電源方案整體工作頻率更高、環(huán)路穩(wěn)定性更佳,效果高達91.62%,待機功耗小于50mW,更多GaNPD快充方案、線路圖紙、變壓器設計、測試數(shù)據(jù)及應用要點等資料,可搜索“ISweek工采網(wǎng)”歡迎咨詢