必易微推出65W合封氮化镓快充方案
随着氮化镓快充的普及，将氮化镓器件与控制器及驱动器等封装在同一颗芯片内部，逐渐成为主流高效的解决方式。通过将传统氮化镓电源中两颗到三颗芯片集成到一起，既精简了电源设计，也大大降低了PCB占板面积，满足快充充电器易生产、高性价比的追求。
必易微推出了两款采用DFN8*8封装的合封氮化镓芯片，其中KP22066内置了165mΩ氮化镓开关管，单颗芯片支持100W功率输出。芯片底部采用大面积散热PAD，有效降低器件温升。同时内部还集成了高压启动和X电容放电，待机功耗小于30mW，满足日益严苛的能效要求。
氮化镓与控制器、驱动器全部合封之后，能够减小寄生参数对高频应用下的影响，相比传统多颗芯片的快充解决方案，合封可以大大减小寄生参数所引起的振铃和过冲，避免寄生参数导致的误开通，提高充电器的稳定性，满足高频开关应用。
一、必易微65W合封氮化镓快充参考设计外观
必易微65W合封氮化镓快充参考设计采用两块小板分别焊接输入EMI滤波电路和USB-C输出母座。输出小板还焊接了协议芯片，简化电路设计并提高空间利用率。
由于这款参考设计使用了必易微合封氮化镓芯片，原边电路非常精简，只有一颗整流桥和KP22066氮化镓合封芯片。
使用游标卡尺测得电源参考设计长度为51.7mm。
宽度为30mm。
高度为23.7mm，根据尺寸计算功率密度为1.766W/cm³。
二、必易微65W合封氮化镓快充参考设计解析
得益于高集成合封氮化镓的应用，这款65W快充设计电路非常精简，不仅具有精简的电路，效率提升，还具有非常高的功率密度。
输入端小板正面焊接保险丝，X电容，共模电感，背面焊接了用于高压启动的二极管和限流电阻。
输入滤波电容采用永铭KCX系列高压电容，400V 33μF，共三颗。输出电压通过光耦反馈。
输出使用了两颗永铭的NPX固态电容滤波，25V 470μF，两颗并联。
从侧面空间看出必易微65W合封氮化镓参考设计的体积还有很大的缩小空间。
输入端整流采用沃尔德WRLSB60M整流桥。
必易微KP22066是这款快充参考设计的核心元件。KP22066内部集成165mΩ导阻的氮化镓开关管，反激控制器和可靠的驱动电路。芯片内部集成高压启动电路，可缩短启动时间并降低待机功耗。同时还集成了X电容放电功能，可进一步降低待机功耗。同时内置高可靠的氮化镓驱动，提供稳定的6.2V栅极驱动电压。
KP22066采用了负压电流采样技术，驱动回路中没有采样电阻，开通时驱动电压不会受到电流取样电阻压降影响，更加高效。合封技术进一步减小了寄生参数对高频开关的影响，提高整体稳定性。KP22066具有三档工作频率可通过管脚配置，支持140kHz、300kHz、500kHz，支持9-112V供电电压，适配宽电压输出应用。
KP2206X内置峰值电流抖动功能以优化EMI，支持绿色模式和打嗝模式工作，芯片内集成了供电欠压、过压保护，集成输入欠压、过压保护，集成输出过压保护，逐周期电流限制，过载保护，过流保护，过热保护，电流取样电阻开路保护等保护措施。
值得一提的是，KP2206X合封芯片还支持双绕组为芯片供电，具有两个供电引脚，可以根据输出电压，切换供电绕组抽头。当输出电压范围宽且输出电压较高时，芯片可自动切换成低压绕组供电，降低芯片自身损耗。KP22066采用必易微专有的DFN8*8封装，将功率走线和控制走线分离，并采用大面积散热PAD，有效降低温升，具有优秀的散热性能。
贴片Y电容来自特锐祥。
同步整流控制器同样来自必易微，型号为KP4060，采用了节省空间的SOT23-6封装。KP4060支持最高600kHz工作频率，满足KP22066高频开关应用。
KP4060支持DCM、BCM、CCM、QR工作模式和有源钳位 Flyback 拓扑，支持600kHz工作频率，集成高压检测电路和高压供电电路，集成智能双路LDO，无需辅助绕组供电，支持输出短路SR工作。
KP4060支持宽范围输出电压应用（0~20V），特别适用于支持QC、PD等协议的快充领域。并且支持高侧或低侧配置。<30ns 开通和关断延时，Gate驱动有源钳位技术，防止寄生耦合导致的误开通，具有专利的智能电流过零关断和智能开通检测技术防止误开通，确保安全使用。
同步整流管来自英飞凌，BSC0805LS，NMOS，耐压100V，导阻8.5mΩ。
输出协议芯片来自慧能泰HUSB350，是一颗单C口的协议芯片，已经通过了USB PD3.0和PPS认证。
三、必易微65W合封氮化镓快充参考设计测试
下面是必易微提供的关于这款氮化镓快充的测试信息，必易微已经对这款方案进行了详尽的测试，测试结果供参考。
根据必易微提供的测试数据，这款65W合封氮化镓快充在230Vac输入时，9、12、15V3A输出的转换效率均高于92%，其中20V3.25A满载输出转换效率约为93.5%，相比传统硅MOS方案性能显著提升。
接下来是空载待机功耗测试，110Vac输入时，空载输入功耗为19.7mW，230Vac输入时，空载输入功耗为26mW，待机功耗表现亮眼。
KP22066具有出色的过载一致性保护，5，9V输出时最大输出电流为7A，12，15，20V输出时最大输出电流小于5A，符合安规LPS要求。
接下来是KP22066的传导测试。
220Vac (L)-20V/3.25A
220Vac (N)-20V/3.25A
110Vac (L)-20V/3.25A
110Vac (N)-20V/3.25A
通过测试可以看出，KP22066的传导测试均符合标准，并且具有较大的裕量。
必易微目前已推出多款完整的氮化镓快充解决方案，包括大功率应用的KP2801 PFC控制器、可直驱氮化镓开关管的KP2206/2202、合封氮化镓芯片KP22064/22066以及高频同步整流控制器KP4060。此外，使用PFC+氮化镓合封形式的120W快充方案现已推出，充电头网在近期就会为大家带来详细解析及测试。
充电头网总结
通过对必易微65W合封氮化镓快充参考设计的展示，我们充分感受到了氮化镓合封的体积优势。合封芯片能够显著降低器件数量，简化充电器的设计。器件数量的减少可以降低充电器的量产成本并加快生产速度，从而加速抢占市场。
通过转换效率和待机功耗的测试，可以明显看出合封氮化镓芯片将控制器、驱动器以及氮化镓器件集成后的性能优势。效率的提升以及待机功耗的降低，满足了日趋严格的能效标准，对环境更加友好，助力节能减排。
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