支持PD3.1 28V5A输出，锐仕嘉推出140W双C口氮化镓快充方案

前言

深圳锐仕嘉科技有限公司是一家专业致力于提供高效率，高功率密度及高可靠性的开关电源及储能电源方案商，与全球功率半导体领导品牌英飞凌签署战略合作伙伴协议. 能与客户及时分享当前半导体前沿技术，并可为客户提供从方案选型到产品认证批量生产的配套服务, 以及提供相关配套核心元器件销售服务。

锐仕嘉针对百瓦级电源市场推出了140W氮化镓电源模组方案，其基于PFC+LLC电路拓扑进行设计的二合一主控TEA2016，同步采用MP6924A,使用Transphorm氮化镓开关管搭配森国科碳化硅二极管，利用高集成主控和第三代半导体器件，实现了高效率、高功率密度、低温升的快充电源设计。

下面就随充电头网一起来看看锐仕嘉这套电源解决方案具体如何设计。

锐仕嘉140W快充方案外观

锐仕嘉140W双C口电源模块采用PFC+LLC高效拓扑，搭配二次降压电路设计，支持140W功率盲插，双口输出时功率均为65W，支持独立快充。

电源PCBA模块预留了折叠插脚的空间，从正面图上来看，左上角为PFC升压电感，依次是高压滤波电容，LLC变压器。左下角是EMI滤波电路，右下角是输出降压电路，使用麦拉片绝缘隔离。

PCB背面是三颗氮化镓开关管和一颗碳化硅二极管组成的初级部分，由TEA2016高集成主控控制，初级电路精简，并没有采用大功率电源中常见的小板焊接方式。输出侧电路只占左下角很小一部分，使用三块PCB垂直焊接，分别用于同步整流和二次降压。

测得模块长度为68.57mm。

宽度为68.86mm。

厚度为22.46mm，进而算得DEMO的功率密度为1.32W/cm³。

另外测得重量约为153g。

锐仕嘉140W快充方案详解

上面对这款140W电源模块进行了简单介绍，下面就对这款电源模块进行详细解析，一起来看看设计和用料如何。

电源输入端一览，交流输入焊接连接到PCB上，焊接有保险丝，两级共模电感，安规X2电容和NTC浪涌抑制电阻。

交流输入首先通过一颗慢熔保险丝，保险丝规格为5A 250V。

第一级共模电感，使用漆包线和绝缘线并绕。

安规X2电容来自JURCC捷威电子。

第二级共模电感使用扁铜线绕制，底部焊接绝缘支架。

NTC热敏电阻丝印5D-5，用于限制接入电源的冲击电流。热敏电阻后面的红色捷威电容用于整流桥输出滤波，整流桥在红色电容后面。

输出滤波电感采用磁环绕制。

用于PFC供电滤波的捷威薄膜电容，规格为1μF 450V，电容后面是PFC升压电感。

PFC升压电感特写。

下面来到电源背面，这款电源采用PFC+LLC架构，主控芯片使用NXP恩智浦TEA2016，是一颗二合一控制器，芯片内置DCM模式PFC控制器和LLC谐振控制器，内置数字架构控制，参数可配置，简化了电源设计，外围元件精简，内置多重完善的保护功能。

PFC开关管使用transphorm TP65H150G4LSG，是一款DFN8*8封装的氮化镓开关管，耐压650V，瞬态耐压800V，导阻为150mΩ，栅极支持20V耐压，具备极低的反向恢复电荷，并减小开关损耗。相比传统硅器件可提升能效及开关频率，提升系统功率密度，减小系统尺寸及重量，并降低系统成本。

PFC升压整流管使用森国科 KS06065D，耐压650V，正向电流6A，最高工作温度175℃，采用PDFN5*6封装。

高压滤波电容来自贵弥功，规格为450V 120μF，KMQ系列，105℃耐高温。

LLC开关管使用transphorm TP65H3000G4LSG，是一款DFN8*8封装的氮化镓开关管，耐压650V，瞬态耐压725V，导阻为240mΩ，栅极支持18V耐压，具备极低的反向恢复电荷，并减小开关损耗。transphorm的耗尽型氮化镓器件，兼容传统硅MOS的控制器，相比增强型氮化镓开关管，无需额外增加元件，修改电路，简化了氮化镓器件的应用。

使用两颗TP65H3000G4LSG氮化镓开关管组成半桥。

电源初级使用一颗JSH万京源PZ系列固态电容，用于PFC+LLC控制器供电滤波，规格为100μF 35V。

LLC谐振电容来自捷威。

谐振电感特写。

两颗贴片Y电容均来自四川特锐祥科技股份有限公司，具有体积小、重量轻等特色，非常适合应用于氮化镓快充这类高密度电源产品中。料号为TMY1221K。

特锐祥专注于被动元器件的研发、生产及销售，注册资本1亿元。旗下有自主电容品牌两类：SMD TRX及DIP TY电容器，TRX将致力于陶瓷材料的研究，以拓展更多品类的应用，为客户提供更多的解决方案。

充电头网了解到，特锐祥贴片Y电容除了被倍思高通QC5认证100Ｗ氮化镓快充、麦多多100W氮化镓、OPPO 65W超级闪充氮化镓充电器、联想90W氮化镓快充、努比亚65W氮化镓充电器、倍思120W氮化镓+碳化硅PD快充充电器等数十款大功率充电器使用外，也可应用于海陆通、第一卫、贝尔金等品牌20W迷你快充上，性能获得客户一致认可。

另外一颗贴片Y电容料号为TMY1102M。

用于输出电压反馈的1019光耦，电源为固定电压输出，使用两路独立的二次降压电路进行降压输出。

电源输出侧一览，焊接三块小板分别用于两路接口降压控制和输出同步整流。

两路接口支持独立的降压输出，双口同时支持65W快充输出，对应到两个接口，采用两颗降压电感和输出滤波电容，用于降压输出。

变压器次级输出连接到垂直的同步整流小板上，同步整流控制器采用MPS MP6924A，驱动两颗外置MOS管用于LLC同步整流。两颗滤波固态电容来自万京源，PZ系列，680μF 35V。

磁环降压电感特写，外套热缩管绝缘。

英集芯IP2736协议芯片支持USB PD3.0/3.1协议，支持28V EPR档位输出，支持E-Marker线缆。同时这颗协议芯片还支持QC5/QC4+QC3+/QC3.0/QC2.0快充协议，支持中国融合快充标准UFCS，支持FCP/SCP快充协议，支持AFC快充协议，支持SFCP快充协议和MTK PE快充。手机电脑快充全部通吃，协议支持非常全面。

英集芯IP2736协议芯片内部集成电压基准，集成可编程的电压/电流环路控制，芯片内部集成低端电流检测，输出支持线损补偿。支持电源适配器应用的光耦反馈，支持通过I2C和FB控制的DC-DC改变输出电压，支持车充、储能电源、充电器、移动电源、电动工具等应用。

充电头网拆解了解到，英集芯快充协议芯片已获得小米、华为、三星等大品牌客户的快充产品采用，产品性能质量获得客户高度认可。

外置的同步降压管来自冠禹，型号KS3214MAT，耐压30V，导阻4.5mΩ，采用PDFN3333封装。

对应另外一路的同步降压管，型号相同。

两路输出的滤波电容同样来自万京源，规格为330μF 35V。

另一路的滤波电容规格相同。

USB-C母座焊接在垂直小板上，过孔焊接固定，黑色胶芯不露铜。

另一路输出的USB-C母座同样焊接在垂直小板上。

充电头网总结

通过对锐仕嘉140W USB PD3.1电源的详解，我们发现这款电源使用了一款二合一的PFC+LLC控制器。恩智浦TEA2016通过将PFC控制器和LLC控制器集成在一个封装内部，简化了大功率快充电源初级设计，无需额外焊接小板，电路简洁。同时这款电源中还使用了transphorm的耗尽型氮化镓开关管，可以兼容传统硅MOS驱动，无需对电路重新设计，进一步简化电路，助力高功率密度设计。

锐仕嘉这款140W USB PD3.1电源采用LLC电路恒压输出，搭配两路降压电路，使用英集芯IP2736协议芯片，两个接口单口输出时均支持140W输出功率，双口输出功率自动分配为65+65W，满足两台笔记本同时充电需求。电源内部高压电解电容采用日系贵弥功，固态电容全部使用万京源PZ系列充电器专用电容，具备小体积高可靠的性能优势，满足高端品牌对电源品质严苛要求。

深圳锐仕嘉科技有限公司

联系人：王强高

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