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挑战功率密度极限:中国厂商推出首款65W双C口氮化镓快充方案

充电头网编辑部 充电头网 2021-07-21


前不久充电头网已有报道,智融推出了业界首款65W双USB-C口氮化镓快充充电器参考设计,并通过平板变压器的应用,实现了紧凑的设计,整套方案的体积与小米65W氮化镓快充相当。目前这套全新的快充方案已经抵达充电头网编辑部,下面就为大家分享这套方案的上手体验。

一、智融65W双USB-C口氮化镓快充方案外观

智融65W双USB-C口氮化镓快充方案一共由6块PCB板组成,元器件布局十分紧凑,使充电器内部的空间得到充分利用。其中底部PCB板为主板,输入端设有两块小板用于布局滤波整流器件;侧面的PCB板横跨初级和次级,设有平板变压器;输出端两块小板为二次降压电路。

双USB-C口输出设计,两块降压小板布局同样十分紧凑,分别由一颗智融的降压控制芯片SW3526控制,实现二次降压并兼顾协议识别功能。

主PCB板上高压侧设有初级控制器、氮化镓功率芯片,低压侧设有两颗MOS管以及一颗用于智能输出控制的单片机;高压侧和低压侧之间是光耦以及Y电容。值得一提的是,这套方案为了实现高密度设计,除了采用平板变压器外,还将传统的插件Y电容改成了新一代的贴片Y电容。

平板变压器所在的PCB板横跨在高压侧和低压侧之间,上面印有智融的logo;并在低压侧设有同步整流电路。

智融65W双USB-C口氮化镓快充方案比一节18650电芯更短。

智融65W双USB-C口氮化镓快充方案对比一元硬币。

与thinkplus 65W单口氮化镓快充以及小米65W单口氮化镓快充相比,智融65W双口氮化镓快充方案几乎在相同的体积下,实现了双口输出设计,优势明显。

二、智融65W双USB-C口氮化镓快充方案主要器件简介

智融65W双USB-C口氮化镓快充方案采用安森美NCP1342初级作为主控芯片。据悉,该芯片已被多款知名品牌氮化镓快充采用。

初级侧的功率器件采用纳微半导的NV6117氮化镓芯片,该芯片采用了纳微半导体的GaNFast技术,内置驱动器以及复杂的逻辑控制电路,耐压650V,120mΩ导阻,支持2MHz开关频率,采用5*6mm QFN封装。

低压侧采用MPS同步整流控制器搭配泰德半导体的同步整流MOS管进行同步整流输出。

低压侧除了同步整流芯片和同步整流MOS管外,还设有一颗叠层电容滤波。

两个USB-C接口为两路独立降压输出,分别采用一颗智融SW3526作为同步降压转换器和协议识别。通过一颗外置的单片机,两个接口可以实现智能输出控制,并可根据客户的需求配置两个接口的输出功率。

智融SW3526是一款高级程度的多协议充电芯片,支持USB-C口或者USB-A口输出控制。其集成了3.5A高效率同步降压转换器,支持PPS、PD、QC、AFC、FCP、SCP、PE、SFCP、低压直充等充电协议,支持CC/CV模式,外部仅需少量器件,即可组成完整的高性能多快充协议充电解决方案。

三、智融65W双USB-C口氮化镓快充方案测试

使用ChargerLAB POWER-Z KT002检测其中一个USB-C口的输出协议,显示支持Apple2.4A、Samsung 5V/2A、QC3.0、QC2.0、AFC、FCP、SCP、MTK PE+2.0等多个协议。

单口输出时,该接口支持USB PD3.0 PPS协议,其中固定电压档位为5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/3.25A,PPS电压档位为3.3-21V/3A。

在检测另外一个USB-C口时,发现其支持的协议与前者一致,Apple2.4A、Samsung 5V/2A、QC3.0、QC2.0、AFC、FCP、SCP、MTK PE+2.0等多个协议均支持。

PDO报文显示,支持5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/3.25A,以及3.3-21V/3A。

在双USB-C口同时输出的情况下,其中一个USB-C接口支持5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/2.4A、20V/1.8A,以及3.3-11V/3A、3.3-16V/2.4A,最大功率36W。另外一个接口支持5V/3A、9V/3A、12V/2.5A、15V/2A、20V/1.5A,以及3.3-11V/3A、3.3-16.2V/2A,最大输出功率为30W。

使用智融65W双USB-C口氮化镓充电器方案给苹果MacBook Pro16寸充电,电压19.79V,电流3.22A,充电功率约为63.76W,支持USB PD快充。

给iPhone 11Pro Max充电,电压9.09V,电流2.52A,充电功率约为22.9W,支持USB PD快充。

给三星Galaxy S20 Ultra充电,电压9.13V,电流3.09A,充电功率约为28.2W,支持USB PD3.0 PPS快充。

给华为P30 Pro充电,电压9.23V,电流3.42A,充电功率约为31.6W,成功进入华为40W SCP快充模式。

充电头网总结

智融65W双USB-C口氮化镓充电器方案采用氮化镓功率器件、平板变压器,以及多块PCB板形成的紧凑设计,让AC-DC电源部分的体积得到有效的控制。次级侧采用两颗智融的高集成芯片SW3526实现两路输出的独立控制,进一步缩减空间,即使65W双口输出,整套方案的尺寸也十分小巧。

性能方面,该方案支持任意单口输出65W,支持多种快充协议,特别是兼容了华为40W SCP快充协议,对手机、笔记本电脑、游戏机均可快充,实用性很强。在双口输出时,两个接口的输出策略可以根据客户需求定制,实现个性化的功能。

据了解,智融这款65W双USB-C口氮化镓充电器方案完全按照可量产的要求开发,目前已有部分客户开始导入试产,预计成品将在今年第四季度与大家见面。



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