双USB-C快充将成为新风口，12家芯片厂商抢先布局合封氮化镓
前言
从2017年的iPhone 8系列开始，苹果手机的充电方式正式与USB PD快充接轨，随后陆续经历了标配18W PD快充充电器，以及取消标配充电器两个阶段。纵观苹果手机充电发展历程，每个阶段都对整个配件市场造成了深远的影响。尤其是苹果宣布取消标配充电器以来，将整个USB PD快充电源市场的热度推向了高潮。
双USB-C口快充趋势
截至目前，苹果已经连续两代iPhone共8款机型不配充电器。根据粗略统计，这两年不标配充电器的iPhone出货量在3-4亿台，如果算上更老一些的机型，市面上具备USB PD快充功能的iPhone存量在10亿台左右。因此，市场对USB PD快充充电器的需求一直都非常旺盛。
此外在用户端，很多消费者除了iPhone手机之外，还配备了iPad、AirPods、Apple Watch等其他设备，并且最新一代的产品都是基于USB-C接口充电，这也对USB PD充电器形成了强需求。此时如果用户仅仅使用单口充电器给设备充电，往往需要依次排队，并且等待时间较长；而如果使用多个充电器，虽然缓解了多设备充电的问题，但又会在收纳、携带等方面带来诸多不便。
显然，对于当下这种使用场景，传统的单口充电器已经无法满足用户使用需求。既可以同时充两台设备，又能保持小巧便携的充电器，成为了许多用户的新诉求，尤其是一些双机党用户，双USB-C口充电器更是显得尤为重要。关于多口充电器的优势，充电头网在此前的文章中已经有过详细介绍。
充电头网了解到，作为消费类电源市场中的头部玩家，ANKER、绿联、倍思等多个品牌已经预判了这一市场趋势，纷纷提前推出了具备双USB-C接口的40W-45W快充充电器，并获得了消费者青睐，同时也有多家工厂开始布局双USB-C充电器市场。
40W-45W功率段的双USB-C口充电器不仅能够满足两台iPhone手机同时快充，而且还支持双口盲插，单口输出40W-45W能够满足轻薄型笔记本电脑的充电需求，应用范围相对传统20W PD快充也得到拓展。
合封氮化镓芯片优势
既要实现40W-45W双口快充，又要保证迷你的机身设计，氮化镓技术是必然选择。并且对于40W-45W多口输出的应用场景，合封氮化镓芯片更能派上大用场。
目前市面上的合封氮化镓有多种形式，充电头网本次主要讨论内置控制器+驱动器+GaN的全集成合封氮化镓芯片。这种合封氮化镓芯片的优势在于，已经将电源系统中的大部分主要的功能和控制电路集成在一颗芯片内，在电源设计过程中，可以让PCB板上的电路更加精简。
外围元器件的数量减少，降低了对PCB板面积的要求，在小型化电源产品开发中，只需要最少数量的PCB板就能完成所有AC-DC元器件的布局；输出端加上两个二次降压电路，就能够实现双USB-C口迷你快充开发。
除此之外，合封氮化镓芯片较分立器件的氮化镓方案来说，既能够节省物料，又可以降低工程师开发的Layout难度，优势显而易见。
合封氮化镓芯片有哪些？
得益于全集成合封氮化镓芯片的诸多优势，业内已经有多家芯片原厂提前布局了这一产品线。
表格排名不分先后，根据品牌首字母排序。
据充电头网不完全统计，目前已有12家厂商布局了全集成合封氮化镓芯片市场。除了一直走集成化路线的老牌厂商PI之外，其余厂商均为本土品牌，分别是东科、钰泰、环球、华源、杰华特、必易微、茂睿芯、昂宝、亚成微、南芯、熙素微。合封氮化镓芯片数量多达38款，并覆盖了20W-120W功率范围。
以下是充电头网整理的以上合封氮化镓芯片部分资料以及相关参考案例，希望对广大工程师开发双USB-C口迷你快充充电器有所帮助。
DK东科半导体
1、东科DK025G
东科推出的DK025G是一款高度集成的QR反激合封氮化镓芯片，芯片内部集成650V 800mΩ氮化镓开关管、控制器、驱动器、高压启动电路和保护单元。采用130KHz开关频率，可以有效缩小充电器的变压器体积，得到性能和成本的平衡。DK025G内置过热、过流、过压和输出短路、次级开路保护功能，采用ESOP8封装，可通过PCB铜箔散热，简化散热要求，降低温升。
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2、东科DK036G
东科推出的DK036G是一款高度集成的QR反激合封氮化镓芯片，芯片内部集成650V 400mΩ氮化镓开关管、控制器、驱动器、高压启动电路和保护单元。采用130KHz开关频率，可以有效缩小充电器的变压器体积，得到性能和成本的平衡。DK036G内置过热、过流、过压和输出短路、次级开路保护功能，采用ESOP8和PDFN5×6两种封装形式，可通过PCB铜箔散热，简化散热要求，降低温升。
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（1）东科推出36W氮化镓合封单芯片，内置控制器和驱动，采用ESOP8封装
3、东科DK045G
东科DK045G 是一款高度集成了 650V/400mΩ GaN HEMT 的准谐振反激控制 AC-DC 功率开关芯片。DK045G 检测功率管漏极和源极之间的电压（VDS）,当 VDS达到其最低值时开启功率管，从而减 小开关损耗并改善电磁干扰（EMI）。
DK045G 极大的简化了反激式 AC-DC 转换器的设计和制造，尤其是需要高转化效率和高功率密度的产品。DK045G 具备完善的保护功能：输出过压保护（OVP），VCC 过欠压保护，过温护（OTP）， 开环保护，输出过流保护（OCP）等。
4、东科DK065G
东科DK065G 是一款高度集成了 650V/260mΩ GaN HEMT 的准谐振反激控制 AC-DC 功率开关芯 片。DK065G 检测功率管漏极和源极之间的电压（VDS）,当 VDS达到其最低值时开启功率管，从而减 小开关损耗并改善电磁干扰（EMI）。
DK065G 极大的简化了反激式 AC-DC 转换器的设计和制造，尤其是需要高转化效率和高功率密 度的产品。DK065G 具备完善的保护功能：输出过压保护（OVP），VCC 过欠压保护，过温保护（OTP）， 开环保护，输出过流保护（OCP）等。
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ETASOLUTIONS钰泰
1、钰泰ETA80G25
钰泰半导体ETA80G25采用SSOP10封装，内置650V耐压，850mΩ D-mode氮化镓开关管。内部开关管漏极连接大面积铜箔散热，可实现良好的散热并满足绝缘耐压要求。
ETA80G25支持90-264V输入，支持27W功率输出。芯片支持CCM/QR/DCM运行模式，满载最高开关频率80kHz，轻载下支持频率折返控制，可实现全功率范围内的高效率。
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GlobalSemi环球半导体
1、环球半导体G1635x系列
环球半导体（GlobalSemi）G1635x系列是具有 GaN 直接驱动的高频准谐振反激 PWM 控制器 (QR/DCM)，内置高压GaN开关管，其中G1635A适用于30W PD快充设计，G1635B支持45W PD快充设计，G1635C适用于65W PD快充设计。
环球半导体G1635x系列提供自适应开关频率折返，以在整个负载范围内实现更高的效率。它通过谷低开关操QR 和 DCM，以实现高效率，并且在空载时，IC 将工作在 Burst 模式以降低功耗，因此可以获得低待机功耗。
同时，该系列芯片还提供完整的保护范围，包括逐周期限流 (OCP)、过温保护 (OTP)、输出短路、输出和 VDD 过压保护。通过专有的频率抖频技术实现了出色的 EMI 性能。
HYASIC华源半导体
1、华源HYC3602E
华源半导体合封氮化镓芯片HYC3602E采用ESOP-8封装，兼顾成本和散热，内置氮化镓，贴合市场需求；在90Vac输出时，满载效率≥91.5%， 230Vac满载效率≥ 93%，同时该芯片还具有LPS、OTP等多种保护功能。
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2、华源HYC3655
华源半导体 HYC3655是一颗DFN8封装的氮化镓合封芯片，采用智能数字多模式控制，支持峰值电流控制模式，重载下采用CCM模式运行，内部集成高压GaN开关管，过载保护周期56mS，支持抖频改善EMI性能，自适应的栅极驱动器可平衡开关损耗及EMI。
HYC3655内部集成650V耐压，165mΩ导阻的氮化镓开关管，开关频率为89KHz。支持输出过压保护，支持变压器磁饱和保护，支持芯片供电过压保护，支持过载保护，支持输出电压过压保护，支持片内过热保护，支持电流取样电阻开路保护，待机功耗小于75mW，具有低启动电流。
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JOULWATT杰华特
1、杰华特JW1565
杰华特JW1565采用 6mm*8mm WDFN封装的高集成QR模式合封氮化镓芯片，内部集成了650V，260mΩ氮化镓功率器件，最大工作频率为260kHz。QR控制通过降低开关损耗来提高效率，并通过自然频率变化提高 EMI 性能，同时也可以通过内部最大频率限制来克服 QR 反激的固有缺点。
杰华特JW1565 包含一个用于启动的 HV 引脚，以消除传统的启动电阻并节省待机模式能耗。符合严格的效率法规。此外，当交流输入被移除时，HV 引脚用于X电容放电，这有助于减少X电容电损耗并实现极低的待机功耗。
2、杰华特JW1566A
杰华特合封氮化镓芯片JW1566A，在DFN5*6的封装内部集成了反激控制器，氮化镓驱动器和氮化镓功率管，准谐振反激可降低开关损耗，改善EMI，并提高能效。
杰华特JW1566A内置650V耐压，480mΩ氮化镓开关管，芯片支持最高90V供电电压，最高开关频率可达260kHz，内置高压启动电路，具有超低的待机功耗。
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KIWI必易微
1、必易微KP22064
必易微KP22064合封芯片内置0.4Ω导阻氮化镓开关管，采用DFN8X8封装，底部采用面积达90%的散热PAD，工作频率最高可达500KHz，支持最大45W功率输出，适用于30W-45W氮化镓快充设计。
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2、必易微KP22066
必易微另一款合封氮化镓芯片KP22066内阻为0.2Ω，支持最大100W功率输出。同样采用独特的DFN8*8合封技术，占用更小的PCB空间，方便客户实现更小的体积；KP22066通过合封技术降低了功率回路的阻抗可以获得更好的效率，且封装体底部带有大面积散热PAD，可以给客户提供更好的散热性能。
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MERAKI-IC茂睿芯
1、茂睿芯MK2787/MK2788
茂睿芯年初发布了业界最小体积SOT23-6的高频QR ACDC PWM产品MK2697/MK2697G，其中MK2697外驱MOSFET(SJ MOS，超级硅等)，MK2697G直驱E-GaN。搭配业界最全的同步整流产品， 茂睿芯为客户提供全套高频高效的快充解决方案，累计近100家客户选用了茂睿芯的氮化镓解决方案。
致力于为客户提供最优解，进一步提高PD快充的功率密度，提高GaN系统可靠性，茂睿芯重磅推出33W集成氮化镓PD方案MK2787/MK2788，集成GaN HEMT的ACDC功率开关，MK2787采用ESOP-8封装设计，MK2788采用DFN5x6封装设计，方便客户选用。MK2787/MK2788采用茂睿芯独有的处于行业领先位置的高压技术，Vcc耐压高达110V，PPS应用无需稳压电路；采用了专利软驱技术，有效降低同步整流管电压应力；采用高频QR控制技术，有效减小变压器尺寸。
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On‐Bright昂宝
1、昂宝OB2736X
昂宝OB2736X合封氮化镓芯片内置650V耐压氮化镓功率器件，采用定制LSOP8-7封装，具有优秀的散热性能。芯片支持高压启动，外围元件精简。工作频率高达300KHz，并可搭配昂宝OB2007同步整流芯片和OB2613协议芯片组成完整简化的USB PD快充，并利用氮化镓优势缩小充电器体积。
昂宝OB2736X系列氮化镓合封芯片集成了昂宝专利的谷底锁定技术，频谱扩展技术，多模式自动切换技术，可最大程度上优化效率，并抑制电磁干扰。并提供包括过流保护、过压保护、短路保护、过功率保护、过热保护和AC输入欠压保护的完善的保护功能。
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PI
1、PI SC1933C
PI SC1933C内置GaN功率器件，属于PI的PowiGaN系列，也是PI推出的首款GaN电源产品，支持宽输入范围下65W输出。得益于氮化镓功率器件高频率低损耗的优势，能够提高充电器的功率密度，减小体积和重量，更加便于携带。
PI SC1933C无需外围元件即可提供精确的恒压/恒流/恒功率，并轻松与外接快充协议接口IC协同工作，因此适用于高效率反激式设计，内置同步整流控制器和反馈，更加节省外部元件。
2、PI INN3370C
PI INN3370C是一颗集成了高压开关、同步整流和FluxLink反馈功能的数控恒压/恒流离线反激式准谐振开关IC，使用PowiGaN技术，内置750V耐压GaN开关管，最大支持100W输出，在I2C数传动态高精度控制的同时，INN3370C还内置一路3.6V输出为外置协议IC供电。
3、PI INN4075C
PI INN4075C是PI新一代采用了PowiGaN技术的InnoSwitch4系列芯片，应用于有源钳位反激架构，可实现主开关管的零电压开关，降低器件温升。同时优化EMI性能，非常适合小体积，高工作频率的开关电源设计。
InnoSwitch4-CZ是零电压开关的集成反激芯片，内部集成750V高压PowiGaN开关、有源钳位驱动、同步整流和FluxLink反馈，与ClampZero有源钳位芯片搭配使用，将漏感能量回收，可实现高达95%的转换效率。
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Reactor-Micro亚成微
1、亚成微RM6820NQ
亚成微RM6820NQ是一款集成氮化镓（GaN）功率开关的电源芯片，支持最大120W快充，采用行业先进的3D封装技术，芯片内部集成ZVS反激式开关电源控制器、650V GaN FET、氮化镓驱动器以及驱动保护等，支持最大120W快充，具有小体积、高效率、高性能、低功耗等特点，实现了高可靠、高效率、高集成的小型化大功率快充电源设计要求。
2、亚成微RM6604ND
亚成微RM6604ND是一款集成氮化镓（GaN）功率开关的电源芯片，支持最大36W输出功率，内部采用自主研发封装技术，芯片内部集成CCM/QR反激式开关电源控制器、650V GaN FET、氮化镓驱动器以及驱动保护等，支持最大36W快充，具有小体积、高效率、高性能、低功耗等特点，满足快充电源小型化设计要求。此外，芯片采用DFN5*6封装，成本更为优异。
SOUTHCHIP南芯半导体
1、南芯SC3050/SC3056
南芯SC3050/SC3056是一颗高频准谐振反激转换器，具有高能效和高可靠性。转换器内置高压启动电路，可实现超低的待机功耗和超快的启动速度。SC3050/SC3056提供自适应的频率折返用于实现全负载范围内的高效率。在QR和DCM模式下，谷底开通以提高效率。无负载时，芯片以突发模式运行，降低待机功耗。
南芯SC3050/SC3056内部集成650V耐压的氮化镓开关管，同时集成高压启动电路、软启动电路，以及用于超宽输出范围的分段式供电电路。在突发和故障模式下具有超低的工作电流，最高工作频率为175KHz，支持抖频改善EMI性能，支持谷底开通，轻载和空载模式以突发模式运行以降低功耗，提高效率。
南芯SC3056内置0.36欧姆650V氨化镓功率器件，在宽输入范围下，可支持30W~45W的应用，为USB PD快充与开关电源应用提供高能效小体积的解决方案。
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2、南芯SC3057
南芯SC3057合封氮化镓芯片将高性能多模式反激控制器、氮化镓驱动、氮化镓开关管、供电和保护等电路集成在一颗散热增强的QFN6*8封装内部。极大减少了外围元器件数量，PCBA面积较少50%以上，并消除传统驱动走线寄生参数对高频开关的影响，使得氮化镓的性能得以进一发挥。
南芯SC3057采用功率走线和控制走线分开的设计，降低高频开关对控制回路的影响，并通过优化的焊盘设计，优化充电器走线设计与电气性能，简化设计开发。南芯SC3057内置165mΩ氮化镓开关管，支持175KHz开关频率，并支持X电容放电。
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thrivesemi熙素微
1、熙素微GaNcore系列
熙素微GaNcore系列内置650V 耐压功率器件，分别为120mΩ、360mΩ、410mΩ的RDS(on) ，适用于33W、45W、65W、90W、120W充电器的设计和开发，简化外围电路；芯片均采用QFN8X8 封装，并且支持CCM/QR混合模式架构；全电压范围内待机功耗小于65mW。
GaNcore 系列中的TSP65015Q8、TSP65016Q8、TSP65025Q8、TSP65005Q8集成多种工作模式，在轻载情况下，系统工作频率是130KHz的PWM模式下，在低压输入时会进入CCM模式；在重载情况下，系统工作在QR模式，并采用专有技术，以降低开关损耗，同时结合PFM工作模式提高系统效率。设计人员在快充（PD）等电力电子系统中实现更高水平的功率密度和效率。
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充电头网总结
苹果手机升级USB PD快充带来了使用体验的提升，取消标配充电器更是让用户在配件方面有了更多的选择。不过随着用户手上电子设备的增加，以及iPhone 13系列高达27W的充电功率，逐渐让传统20W单口充电器的境地变得尴尬起来，即使有少数1A1C双口配置的充电器，在多设备充电时仍会变成5V慢充模式，用户体验不佳。
双USB-C口充电器的出现，尤其是40W-45W双USB-C口充电器，既能够应对多设备同时充电的需求，又能够保证双口独立快充输出，改善了多口工作降功率的鸡肋问题。更值得一提的是，单口盲插输出最大功率，可以在必要时为更大功率的设备充电。
双USB-C口快充充电器将有望成为合封氮化镓芯片大范围应用的契机，高度集成、高效率的产品特性，可以帮助双USB-C口充电器实现更小体积以及更高功率密度，同时也将简化充电器的电路设计，降低系统成本。
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