氮化镓快充经过多年来的发展 ， 已经从65W单口发展到100W多个输出口 ， 输出功率不断增大的同时 ， 接口也越来越多 ， 可以同时为手机和笔记本充电 。 但是100W的充电器 ， 输出功率实在有限 ， 只能为单台笔记本快充 ， 制约了使用体验 。
研吉电子推出了一款输出功率达200W ， 具备三个USB-C输出口的氮化镓快充电源方案 。 通过使用MPS的HR1211控制器方案 ， 搭配四颗GaN Systems氮化镓开关管 ， 以及泰科天润碳化硅二极管 ， 组成大功率LLC开关电源 ， 并使用MPS同步降压控制器搭配耕源CY2332协议芯片进行独立的接口输出控制 。
研吉电子推出的200W氮化镓快充方案 ， 任意单口均可输出100W ， 多口输出时功率智能分配 ， 无需外置单片机进行功率分配 ， 电路更加简洁 。 得益于使用了高性能的PFC+LLC电源方案 ， 以及使用了氮化镓开关管 ， 电源方案的尺寸仅为95*22*55mm ， 方案重量为150克 ， 板端功率密度达到了1.74W/cm3 。
一、研吉电子200W氮化镓快充方案外观
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研吉电子200W氮化镓快充方案采用PFC+LLC架构 ， 输出固定直流电 ， 搭配三路独立的同步整流以及协议芯片 ， 实现任意接口100W输出 。
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电源方案采用五块小板和一块大板组合的焊接方式 ， 输入端小板焊接EMI滤波电路 ， 右侧小板为HR1211二合一控制器 ， 左下三块小板为独立降压输出 。
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背面是PFC升压电路、次级同步整流电路以及两颗输入整流桥 。
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电源侧面依次是电解电容 ， PFC升压电感 ， 滤波电感以及输入EMI滤波小板 。
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输出侧是三路相同的降压协议小板 ， 滤波固态电容以及变压器 。
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侧面小板焊接MPS HR1211 PFC+LLC控制器 。
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输出小板上焊接MPS MP9928同步整流降压控制器和耕源CY2332协议芯片 。
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使用游标卡尺测得电源长度约为95mm 。
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宽度约为55mm 。
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厚度约为22mm 。
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测得重量为150.7g 。
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电源正面元件布局合理紧凑 ， 电源路径条理清晰 。 初次级电路之间开槽 ， 用于放置隔离板 。
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与苹果140W氮化镓电源体积对比 ， 研吉200W电源方案较为修长 。
二、研吉电子200W氮化镓快充方案解析
研吉电子200W氮化镓快充方案使用MPS HR1211进行PFC和LLC控制 ， 其中HR1211内置的PFC支持CCM模式 ， 使用碳化硅二极管降低反向恢复带来的损耗 。 同时在PFC和LLC级均使用GaN Systems的氮化镓开关管 ， 显著提升电源开关频率 ， 从而缩小体积 。
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电源输入端使用两颗整流桥 ， 半桥接法分摊发热 ， 降低局部温升 。
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开关电源初级采用MPS HR1211 控制器 ， 这款控制器内部集成多模式PFC控制器和LLC控制器 。 PFC控制器支持重载下CCM运行模式和轻载下DCM模式 ， LLC级采用电流模式控制 ， 可实现电源的高稳定性和快速响应 。
HR1211采用数字环路控制 ， 芯片参数可灵活配置 ， 并且支持密码保护加密 ， 具有宽泛的适用性和加强的安全性 。
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PFC升压开关管采用GaN Systems GS-065-011-1-L ， 丝印GS6511-1L 。 这是一颗650V耐压的氮化镓器件 ， 导阻150mΩ ， 采用DFN5*6封装 。 这里使用两颗并联用于分摊发热 ， 降低温升 。
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PFC升压碳化硅二极管采用泰科天润 G5S06506QT 碳化硅二极管 ， 耐压650V ， 采用DFN8*8封装 ， 最高工作温度150℃ 。
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用于PFC旁路的二极管 ， 在上电时为电解电容充电 。
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LLC开关管与PFC开关管同一型号 ， 均为GaN Systems GS-065-011-1-L 。
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次级同步整流控制器采用MPS MP6925 ， 支持双路LLC同步整流 ， 具有更强的抗干扰能力和快速关断功能 ， 支持CCM和DCM工作模式 。
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同步整流管采用恒泰柯 GN053N06SL NMOS ， 耐压60V ， 导阻5.3mΩ ， 采用DFN5*6封装 。 使用两颗用于LLC同步整流 。
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光耦来自CT Micro ， CT1019 ， 用于输出电压反馈 。
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输出滤波电容使用两颗820μF 25V固态电容并联 。
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输出采用MPS MP9928同步整流控制器 ， 由协议芯片控制实现USB PD宽电压输出 。
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协议芯片采用耕源CY2332 ， 是一颗用于USB-C接口的控制器 ， 具有GPIO引脚 ， 可配置多颗芯片通信 ， 无需外置单片机即可实现多口输出自动降功率 。
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输出VBUS开关管 ， 英飞凌BSC0703LS ， 耐压60V ， 导阻6.5mΩ ， 采用DFN5*6封装 。
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USB-C母座采用过孔焊接 ， 十分牢靠 。
充电头网总结
研吉电子推出的200W氮化镓快充方案 ， 使用了高集成MPS电源主控 ， 搭配GaN Systems氮化镓开关管 。 通过高性能电源架构以及第三代半导体器件的应用 ， 大幅缩小了电源体积 。 同时高集成度的协议方案 ， 无需协同使用单片机 ， 避免长短料问题 。
【输出|研吉带来200W氮化镓快充高集成解决方案，内置碳化硅二极管】研吉电子以客户为中心 ， 提供专业的电源解决方案及一站式物料供应 。 研吉电子具有雄厚的研发能力 ， 可大幅缩短电源产品研发周期 ， 抢占先机 。
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