迎接下个爆发点，亚成微全国产化33W氮化镓快充方案评测
iPhone 12的出现引爆了20W PD快充的市场，但随着时间的推移20W已经无法满足用户对于功率的需求，各大芯片厂商和方案商都在推出新品以满足市场的需求。
作为国内少数掌握氮化镓功率器件控制技术的芯片原厂之一，亚成微电子股份有限公司推出了一款全国产化33W氮化镓充电器，该方案通过高度集成的芯片设计以及巧妙的结构组合，实现了精简的外围电路和紧凑的PCB布局，具有体积小、功率高、功耗低以及功率密度高等特点，有效帮助快充电源厂商加速中小功率氮化镓快充量产并节省物料成本，下面来看看实际表现。
亚成微33W氮化镓快充方案介绍
亚成微33W氮化镓快充方案主控采用亚成微自研的PWM开关控制芯片RM6601ND，这是一款集成了高压启动、GaN驱动器、满足六级能效要求的PWM+PFM控制器。支持CCM和QR工作模式，内置700V高压启动，开关频率最高为130KHz，支持抖频功能改善EMI，集成斜坡补偿和高低压功率补偿。
亚成微RM6601ND集成多种工作模式，在重载情况下，以QR准谐振模式运行，工作频率130KHz，在低压输入时会进入CCM模式；RM6601ND采用专有驱动技术，直驱E-mode GaN FET ；在轻载或空载情况下，系统工作在Burst Mode模式，有效去除音频噪音，同时在该模式下，RM6601ND本身损耗极低，因此可以做到超低待机功耗。在任何模式下，都集成了特有抖频工作模式，以改善 EMI。
RM6601ND同时集成了多种保护模式和补偿电路，包括VCCOVP，内置OTP，外置OVP，欠压锁定uvlo)，逐周期过流保护OCP，过载保护（OLP），CS短路保护，输出肖特基短路保护等，并内置斜坡补偿功能。
开关管采用英诺赛科INN650DA04，这是一颗DFN5*6封装的氮化镓开关管，具有小体积，散热快，开关损耗低等优势。
这款充电器的同步整流控制器同样来自亚成微自研的RM5020T，这是一款用于替代反激变换器中副边肖特基二极管的高性能同步整流控制芯片，外推超低导通阻抗MOSFET以提升系统效率。MOS导通时，Vds被控制在约-30mV， Vds一旦变为正值，MOSFET以极快速度关闭。
RM5020T采用高压自供电方式实现VCC供电，同时支持正端接法和负端接法。这使得芯片在输出电压很低甚至短路时，VCC仍可稳定供电，可直接应用于电池充电。可编程的振铃检测可防止芯片在DCM和QR模式下Vds振荡导致的错误开启。
亚成微RM5020T支持DCM、CCM、QR工作模式，开关频率最高支持200KHz，支持宽范围输出电压。支持高侧和低侧同步整流，内置振铃检测防止误开启，具有低开关延迟。
同步整流管也采用亚成微自研的RMD070N10S，NMOS，耐压100V，导阻7mΩ，DFN5*6封装。
RMD070N10S详细资料。
亚成微33W氮化镓快充方案的体积要比苹果20W PD充电器还要小。
和一元硬币对比一下。
整套方案的长度约为33.80mm。
宽度约为24.50mm。
厚度约为26.56mm。
亚成微33W氮化镓快充方案测试
使用POWER-Z KT002读取快充协议，实测支持PD、PPS、Apple2.4A、QC2.0、QC3.0、QC4+、AFC、FCP快充协议。
PDO方面支持5V3A、9V3A、15V1.8A、20V1.35A四个固定输出档位，以及3.3-11V3A、3.3-21V1.3A两组PPS快充档位。
使用充电器为iPhone 12 Pro充电，握手9V电压，功率在20W左右。
为魅族18 Pro充电可以提供28W+的快充功率。
因为充电器支持PPS快充，所以为三星S20 Ultra充电可以提供PPS快充，功率在26W以上。
为努比亚Z30 Pro充电可以握手15V高压档位，功率为22.51W。
为华为Mate40 Pro充电可以提供PD快充，功率在12W左右。
使用充电器为一加9 Pro充电，功率为9.03V 1.89A 17.12W。
为魅族17 Pro充电，功率为8.71V 2.44A 21.35W。
亚成微33W氮化镓快充方案其他性能测试
充电器如果经常插在插座上不使用也是会耗电的，只不过非常小而已。经过功率计测试，亚成微33W氮化镓快充方案在220V 50Hz的空载功耗为0.028W，换算下来一年损耗的电能约为0.24KW·h，若市价电为0.6元/KW·h，则充电器一年的电费约为0.14元左右。
110V 60Hz时的空载功耗为0.033W，换算下来，一年损耗的电能约为0.23KW·h，若市价为0.6元/KW·h，则充电器一年的电费约为0.13元左右。
充电器本质上是一种转换设备，过程中会有损耗，以热量的形式散发出来。我们平时看充电器上面的参数输出100W或者65W是充电器可以为设备提供的最大输出功率，但充电器从插座上汲取的功率往往要更大一些，下面是亚成微33W氮化镓快充方案在220V 50Hz和110V 60Hz交流输入的情况下分别进行了转换效率测试，测试结果如下：
220V 50Hz下，将亚成微33W氮化镓快充方案在各个电压档位的输出功率拉满进行测试：四个档位测得插线板AC端输入功率和USB端输出功率，通过计算，可得充电器的转换效率从82.32%到90.64%不等。
110V 60Hz下，充电器的转换效率从86.39%到88.86%不等。
由于充电器中采用开关电源，变压器次级输出的并非直流电，需要经过整流和电容滤波输出，也就是充电器输出会存在纹波。充电头网采用示波器测试充电器输出的纹波值，与国家标准进行比对，检测充电器的输出质量。纹波越低，充电器的输出质量就越高。
这是使用亚成微33W氮化镓快充方案在220V 50Hz交流输入下的纹波测试，纹波测试分为空载（柱状图中Y轴电流为0A）和重载（柱状图中Y轴电流为非0A）两种。纹波最高为84mVp-p，充电器处于20V1.35A输出状态；最低为44mVp-p，充电器处于15V0A空载状态。
110V 60Hz下，纹波最高为108mVp-p，充电器处于20V1.35A输出状态；最低为32mVp-p，充电器处于20V0A空载状态。
纹波测试小结
国家标准中充电器纹波要求是不高于200mVp-p，亚成微33W氮化镓快充方案在110V 60Hz、220V 50Hz输入电压下，所有输出功率纹波峰峰值均低于200mVp-p这个标准，表现不错。
最后还对充电器的温控方面进行了测试，测试在25℃的恒温箱内进行，测试条件为以20V1.35A 27W的功率持续满载输出1小时后使用热成像仪对充电器表面的温度进行采集。
1小时后采集到表面最高温度为79.5℃。
另一侧的表面最高温度为72.9℃。
在测试温度时同时也对充电器是否可以满载运行做了测试，按照额定功率20V 1.35A 33W满载对充电器进行稳定性测试，测试时间为一小时，测试过程中电压值呈水平直线，无明显波动情况，长时间满载比较稳定。
充电头网总结
亚成微的这套基于RM6601ND+INN650DA04+RM5020T+RMD070N10S 的全国产化33W氮化镓快充方案通过高度集成的芯片设计以及巧妙的结构组合，提升功率的同时，进一步缩小了充电器体积，并且功耗更低，性能方面还支持20V高压快充，支持最高27W快充与33W PPS快充，可完美匹配iPhone系列以及其他主流品牌手机快充。
iPhone 12的发布引爆了20W快充的市场，而亚成微的这套快充方案则是为下一个爆发点做准备，比苹果20W PD充电器的体积有明显的减小，但功率却比后者更高，为广大快充厂商提供了一个更为优质的选择，同时几近量产的方案可以减少后期反复调试的时间，有效帮助快充电源厂商加速产品上市。
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