为客户提供端到端全套解决方案，杰华特ACDC方案详解

2022年8月16日，2022（夏季）亚洲充电展在深圳成功举办，展会同期还举办了2022（夏季）USB PD&Type-C亚洲大会，并邀请了17位行业大咖现场与大家探讨USB PD&Type-C的应用与未来发展，为大家分享最新的第三代半导体技术以及高效率快充电源解决方案。  杰华特 资深技术市场 & FAE 经理张坤先生为我们带来《JW ACDC 方案介绍》演讲。 张坤先生是资深技术市场 & FAE 经理，负责 ACDC 技术市场推广和应用支持，具有16年的开关电源工作经验，在杰华特之前，张坤先生在一家全球最大的代理商负责 ON & NXP ACDC 相关产品DEMO 开发、推广和应用支持，参与负责联想、小米、华硕、谷歌等多个项目。  杰华特可提供 ACDC 整套解决方案，包括GaN、Si的应用，拓扑包括 QR、ACF、ZVS、AHB 、PFC等，是国内首家半导体拓扑比较齐全的芯片厂商，功率覆盖5-240W 。  杰华特 ACDC 氮化镓解决方案包括ACF、QR、AHB，普通硅方案包括QR、ZVS，在PFC以及协议方面也有相关产品，相当全面。  杰华特 ACDC 应用主推产品有 ： QR 拓扑1、JW1515HA SSR氮化镓直驱控制器2、JW1566A  480mR氮化镓合封，功率可以达到 40W3、JW1565  260mR 氮化镓合封，功率可以达到 65W ACF 拓扑1、JW1550 有源钳位控制器 PFC 控制器1、JW1571  CRM PFC 控制器 SR 控制器1、JW7726B/BH  适用于高频，支持DCM , CrM & CCM Flyback，ACF 拓扑2、JW7726BL  适用于低频， 支持DCM , CrM & CCM Flyback，ACF，AHB 拓扑 AHB 不对称半桥拓扑1、JW1556 不对称半桥控制器，功率覆盖65W- 240W ，适用于 PD3.1输出。频率最高 1.5MHz，支持高压启动、X 电容放电，Adaptive ZVS 开关，实现效率最优化，效率达到93.3%@90V、96%@230V。超小封装 QFN4*4，外围电路简洁，便于简化电路设计，内置多重保护措施，提高系统的可靠性。  JW1515HA是一颗高频QR氮化镓控制器，工作在准谐振模式下，其采用SSOP10封装，频率限制为170kHz，芯片采用负压电流采样，具备精确的6V驱动电压，可直驱氮化镓器件。  JW1515HA另一大亮点是采用负压采样，减小驱动 Loop，提供稳定高可靠性驱动电压。此外不需要增加复杂的 Clamp 驱动线路，增加可靠性。  JW1515HA支持7.5-90V宽电压供电，无需外置稳压和第二辅助供电绕组即可满足宽电压输出，有效节省空间。  JW1515HA通过串联 RBIAS 可以限制 CBIAS 提供给 DRV 的电流，实现降低 GaN 的开关速度，优化 EMI。  基于杰华特JW1515HA+JW7726B+JW3119方案设计的65W氮化镓快充DEMO，采用平面变压器，支持90-264V宽范围电压输入，支持5-20V五组主流输出电压档位，最大输出功率65W。 该DEMO三围仅55*25.5*25.5mm，PCBA功率密度高达1.82W/cc，效率达到92.1%@90Vac、93.3%@230Vac。  JW1566A是一颗内置650V耐压，480mΩ氮化镓开关管的合封芯片，采用DFN5*6封装，满足30-45W快充应用，相比控制器和氮化镓分离方案显著节省器件数量。 芯片支持最高90V供电电压，最高开关频率可达170kHz，内置高压启动电路，具有超低的待机功耗。此外集成了多项保护特性，包括输入过压及欠压保护、输出过压及过流限制以及过温关断。所提供的器件均支持领存与自动重启动的常用组合，这是快充和USB PD设计等应用所要求的特性。所提供的器件提供输出线压降补偿选项。  基于杰华特JW1566A+JW7726B+JW3119方案设计的33W氮化镓快充DEMO，支持90-264V宽范围电压输入，具备5-20W五组主流固定电压档位，最大输出功率33W。 PCB尺寸仅25*29*21.5mm，功率密度高达1.92W/cc，满足时下热门30W级迷你快充设计。此外效率达到92%@90Vac、93.5%@230Vac。   JW1565是一款内置260mΩ氮化镓开关管的高频氮化镓直驱控制器，采用VDFN6*8-8封装，芯片内置X电容放电，支持170KHz开关频率，支持90V供电电压，无需外置LDO即可满足3-21V宽电压输出需求，满足45-65W快充应用，搭配PFC可用于100W快充应用。  基于杰华特JW1565+JW7727H+JW3119方案设计的65W氮化镓快充DEMO，采用非平面变压器，不过杰华特全套方案搭配巧妙设计，DEMO尺寸仍可以做到48.7*27*25.5mm，功率密度高达1.92W/cc。 该方案支持90-264V宽范围电压输入，支持5-20W五组主流输出电压档位，最大输出功率65W，效率92.5%@90Vac、94.3%@230Vac。  JW1556 是一款非对称半桥反激式控制器，采用 QFN4*4 封装，最高工作频率达1.5MHz，支持65-240W快充应用。 JW1556在重负载下使用ZVS模式，支持Adaptive ZVS 开关，实现效率最优化。在轻负载下使用DCM模式，支持高压启动、X电容放电、突发模式控制、可调线路补偿等功能。 JW1556可通过单个外置电阻设置工作频率，外围简洁，设计简单。芯片内置软启动功能，支持VIN OVP、VS OVP、SCP、Brown-In/Out、OTP、CS开路和短路保护等多重保护措施，提高电源系统的可靠性。  基于杰华特AHB电源方案在115Vac和230Vac输入条件下，5V3A、9V3A、15V3A和20V6.75A四个档位输出效率如图。  JW1550是一颗高频ACF控制器，在重载下运行在ZVS模式下，轻载下运行在QR模式下。可以实现ZVS开通，提高效率，满足高频应用的需求；同时回收漏感能量，进一步提高效率；加入抖频功能，改善系统的EMI性能；同时支持X-cap放电；适合宽范围输出应用，并且节省供电损耗；外围电路简单，方便应用。推荐功率范围为65-200W。  基于杰华特JW1571+JW1550+JW7726BH方案设计的135W氮化镓快充DEMO，采用PFC+ACF架构，搭配纳微氮化镓器件，支持PD、PPS等主流快充协议。 该DEMO支持90-264V宽范围电压输入，具备5V5A、9V5A、12V5A、15V5A、20V6.75A五组固定电压档位。三围为66.5*58*7*25mm，功率密度为1.38W/cc，效率达到92.2%@90Vac、94.5%@230Vac。  除了以上介绍的 GaN 高频适配器方案外，杰华特在低频MOSFET适配器中也有完整的解决方案。  JW1513A/B针对18~20W和20~24W PD快充应用分别内置650V 1.5Ω与1.0Ω 高压MOSFET；超宽VDD工作范围：8V~52V，满足快充要求；超精简外围元件设计，同时具备过压保护、过载保护、短路保护等多重保护。  基于杰华特JW1513A+JW77216+JW3116A方案设计的20W USB-C快充DEMO，支持90-264V宽范围电压输入，具备5V3A、9V2.22A、12V1.67A三组主流输出档位。三围为34.5*32*20.5mm，功率密度为0.88W/cc，效率为89.1%@90Vac、90.8%@230Vac。  JW1516支持驱动MOS管和氮化镓开关管，内置高压启动电路以及加入抖频功能，改善系统的EMI性能；同时支持X-cap放电，最大130kHz开关频率，最大支持200W功率。  杰华特JW1526是一颗高频ZVS控制器，ZVS开通电压可编程，工作频率可编程，最高可达270KHz。此外内置负压电流采样，支持X-cap放电以及加入抖频功能，改善系统的EMI性能，支持30-200W快充应用。  基于杰华特JW1571+JW1556+JW7726B方案设计的135W快充DEMO，采用PFC+AHB架构，支持90-264V宽范围电压输入，具备5V5A、9V5A、12V5A、15V5A、20V6.75A五组固定电压档位。三围为66.5*58*7*25mm，功率密度为1.38W/cc，效率达到93.3%@90Vac。  杰华特AHB电源方案空载功耗如图。  JW1571是一款升压式PFC控制器，具有高精度的恒压输出，采用SOP8封装，适用于单级升压功率因数校正（PFC）应用。恒定导通时间控制策略确保高功率因数，无需输入电压检测电路，简化系统设计，节省损耗；临界导通模式操作降低了开关损耗，提高了 EMI 性能并大幅提高效率。 JW1571具有多重保护功能，大大提高了系统的安全性和可靠性，包括VCC UVLO、CS过压保护、FB过压保护和过温保护。支持开关电源，适配器和液晶电视应用。  JW7726B/BL/BH支持CCM、DCM、QR、ACF和AHB模式，在振铃期间能有效防止同步整流MOSFET的误开通；具有快速关断能力以便能兼容CCM；在启动过程中（VCC建立之前）能有效防止门极gate被耦合至开启电压，支持高侧和低侧同步整流应用，使用灵活。 此外具有低静态电流，输出电压检测功能用于自动切换供电。当输出电压高于4.6V时，由输出电压供电，以降低稳压器上的损耗。当输出电压低于4.5V时，由开关引脚供电。采用SOT23-6封装，外围器件精简，支持30-200W快充应用。  JW7726B与友商的MP6908A在各条件下的效率对比，两者表现基本持平。  JW7726B/BL/BH可通过VT脚设置伏秒阈值（右上图）来避免gate误开通：即只有当阴影面积S1大于设定的伏秒阈值后才使能开通信号、在VDS小于-140mV后开通gate；同时阴影面积S2会小于设定的伏秒阈值，这样在振铃期间即使触碰到开通阈值-140mV也不会开通SR MOS，从而防止误开通。

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