智融科技USB-PD快充Turnkey Solution

充电头网编辑部充电头网 2023-04-14

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2023年3月14日，2023（春季）全球快充产业峰会在深圳福田会展中心7号馆如期举行，此次峰会旨在为产业链企业搭建一个新品发布、技术交流的平台，同时也为行业从业人员提供一个了解快充产业最新资讯的窗口，从而助推行业的发展。

此次大会邀请了多位相关行业的知名企业代表进行演讲，进行全方位的展示与现场面对面的交流，以推动快充行业的跨界融合和多方互动。

此次大会上，珠海智融科技股份有限公司AC-DC产品经理陈海鹏先生发表了《智融科技USB-PD快充Turnkey Solution》演讲。

陈海鹏先生演讲分整体介绍、SW1106特性介绍、SW112X系列合封介绍、SR产品介绍、协议及多口充产品介绍五方面进行。

智融科技USB-PD Quick Charger Turnkey Solution整套方案包括SSR初级PWM系列、SR同步整流系列、协议和多口充系列。

对于SSR初级PWM系列，智融科技目前在SSR PWM Controller上推出了SW1106，这一款是QR架构的E-Mode氮化镓控制器，今年下半年还会推出SW1132，这是一款可以支持D-Mode的氮化镓或者传统Si Mos的纯QR控制器，另外还有SW1136、SW1138，可以支持QR/CCM/DCM多模式的工作。

另外SSR PWM Converter（内置系列）目前已经推出了SW1125、SW1123，其中SW1125内置的是典型值165mΩ的氮化镓，SW1123内置的是典型值365mΩ的氮化镓，下半年会推出SW1121，其采用的是QFN5*6封装，内置典型值365mΩ的氮化镓。

对于SR同步整流系列，智融科技目前在SR Controller推出了支持斜率检测可调的SW1606以及支持最小导通时间可调的SW1608，这两款都是SOT23-6封装，另外在接下来还会推出SW1602，这是一款支持ZVS、AHB架构的同步整流控制器。

而SR Converter（内置MOS款）目前有三种，分别为SOP8封装，内置60V 10mΩ的SW1613和SOP8封装，内置100V 10mΩ的SW1655以及DFN5*6封装，内置100V 5mΩ的SW1658。

另外在协议方面，像SW2303，SW2325都支持光耦和FB反馈，另外DC-DC+协议组合，从SW3516到SW3536、SW3536、SW3556以及到今天推出的SW3566，智融科技也是提供从30W 到 100W 直至 140W 整套的组合。

这是一款单C应用主要的原理图，初级控制器可以采用智融科技的SW1106或者SW1123、1125这种合封的系列，次级同步整流可以采用SW1608，协议芯片这边可以采用SW2303或者SW2325。

说起智融科技，大家都非常清楚智融的协议和多口充做的好，但其实除了协议和多口充之外，最近两三年智融科技也一直在深耕AC-DC领域。

首先来看一下SW1106这款控制器，它是一款SOP10封装，集成6V E-Mode氮化镓直驱的一款控制器，内部集成700V高压启动、集成AC BROWN-IN&BROWN-OUT、集成AC掉电侦测和X电容放电，并采用双VDD供电架构，VDDH支持8~100V的超宽范围供电。另外这一款内置Smart_Lock谷底锁定工作模式，而且像频率抖动、优化EMI、软启动及其他保护功能都非常完善。

这是它一种典型的应用——双绕组供电。在双绕组供电应用中，对于高电压输出，像12V、15V或者20V输出的时候，变压器的低绕组会起到供电的功能，芯片内部会切断VDDH对VDDL的高压LDO，从而提高高电压输出的整体效率；另外它也支持单VDDH绕组供电，利用内部高压LDO稳定给VDDL供电，这样可以节省变压器的成本，也可以节省周围元器件数量。

对于次级带DC-DC的多口输出应用，可以直接使用单VDDL绕组供电，VDDH PIN脚悬空。

SW1106这一款集成了氮化镓驱动，目前是追踪CS电压的差分驱动，它的上下拉电流能力分别是200mA和500mA，对于氮化镓应用来说，这拉电流能力已经足够强大，而且通过调整外部的电阻可以灵活调节运用，支持30W、65W、120W甚至140W。

SW1106内置的是VDDL和VDDH双供电PIN脚，这两个供电PIN脚都有过压保护功能，VDDL触发保护电压是28V，VDDH是95V，触发保护后，需要VDDL掉电到7V以后才能解除保护状态。

当我们做一些极端的安规测试时，比如短路光耦的时候，当3个连续的开关周期内ZCD电平大于4V的时候，这时候会迅速触发ZCD输出过压保护。

当FB电压高于2.7V，持续时间超过60ms就会触发过载保护；在峰值限制方面，当Vcs峰值达到0.4V，DRV输出就会被置低；当变压器短路或次级整流管短路，Vcs会迅速上升到0.6V，芯片内部会缩短前沿消隐的时间，立即置低DRV输出，降低开关频率至10KHz；这款芯片还集成了CS Open/short保护，开机时可以检测 CS管脚电压，如果CS电压高于0.7V，则认为CS电阻开路，芯片就会触发CS Open保护，在CS电压在功率管导通4μS内没有达到75mV时，芯片会触发CS Short保护。

另外SW1106还内置了精准的过流保护，输入电压从90-264V，输出电压从5V-20V，它的过流保护值都在4.5A左右，但是在输入电压90V，输出电压20V的时候，因为优先触发了OLP保护，它的过流保护值为3.8A。

这款SW1106最大的亮点就是其优秀的谷底锁定功能。从图中可以看到，在90V输入的情况下，SW1106在第一至第六谷底都能精准锁定。

国内友商竞品大部分在谷底锁定功能中做的不是非常完善，谷底来回频繁切换，纹波和噪声差，而智融科技的SW1106谷底能精准锁定、切换顺畅，从而优化了纹波和QR噪声，提高了整个环路工作的稳定性。

此外这款产品对国外友商还可以支持PIN对PIN的替换。比如说，由于它内部的VDDH是高压100V的LDO，所以可以省去供电模块的整个LDO器件；另外，这款芯片支持E-Mode氮化镓直驱，传统驱动模块的RC降压及稳压线路也能省去，包括其他省去的元器件，总共能节省多达10个的外围元器件。

从客户量产的样机做的替换效率对比测试来看，在90V满载的情况下，SW1106大概高0.1%-0.2%；在90-115V中轻载上也表现不错；特别在高压230或264V，芯片采用高压频率折返技术提升整个高压段的效率。

另外从温度测试来看，在90V满载的情况下，替换后比替换前最高点温度，大概能降低5-7℃摄氏度。

接下来介绍下智融科技的SW112X合封氮化镓产品，目前已经有SW1121、1123、1125三种产品，功率范围分别为33W、45W、65-100W，SW1121采用QFN5*6封装，SW1123、1125采用QFN6*8封装。这款芯片采用双散热焊盘设计，通过分区隔离散热设计，减少了氮化镓高温对初级控制器的影响，提高了整个控制器工作的稳定性和可靠性。

合封系列也支持双绕组供电的应用。

对于单口和多口也支持单绕组应用，所有SW1106具有的特性在SW1123和SW1125上都具备。

在同步整流控制器上，智融科技已经推出了SW1608，这是一款SOT23-6的封装。它支持High Side和Low Side 应用，，兼容CCM/QR/DCM多种模式，支持600kHz工作频率，具有超低开启、关断传输延迟，无需辅助绕组供电便可做到宽电压输出，而且芯片内置智能导通检测，可以防止QR/DCM的误开通，另外该芯片最小导通时间是可配置的。

同步整流控制器SR在CCM状态下需要的关断时间要求很短，以此降低次级SR在CCM状态下的应力，从而提高CCM工作下的产品可靠性，而SW1608这款产品做到了10nS级别的关断。

在协议控制器方面，智融科技旗下的SW2325是首批通过UFCS认证的协议芯片，采用MCU架构，并且支持反复烧录、在线升级、功能定制，另外其DP/DM/CC1/CC2的耐压提高到了35V。

在多口充电芯片方面，智融科技的SW3556是业界首颗支持双Type C口输出多口充芯片，最大输出可达140W。

而今年智融科技新推出的SW3566，内置Cortex-M0 CPU，集成同步7A的BUCK，工作电压范围5-36V，输出电压范围为3-32V，支持PD3.1、UFCS等多种协议，并提供系统级LPS保护。

上图这些都是智融科技参考设计及客户量产样机的一些案例。既有普通变压器，也有平面变压器，这都是采用智融科技一整套的方案，比如就有SW1106+SW1608+SW2303/SW2325或多口充芯片；另外像SW1123、SW1125这种合封系列的芯片，智融科技优化了内部的驱动，氮化镓的漏源极、辅助绕组、供电二级管和变压器的初级绕组都不需要加任何的吸收电路，便可以完美通过EMI传导和辐射的测试，并留有相当多的余量；同时变压器可以采用单屏蔽绕组结构就能满足EMI要求，并保持不错的性能和效率。

智融科技在接下来将会继续加大力度深耕PD快充领域，致力推出更高效率、更高功率密度、更高性能以及更高可靠性的一系列产品，以满足广大客户的多种需求。

珠海智融科技股份有限公司成立于2014年底，总部位于广东珠海，全国设有深圳、上海、成都等多个分、子公司。智融科技是一家专注于电源管理芯片领域的数模混合芯片设计企业，主营业务为电源管理芯片的研发、设计和销售。智融科技多年来深耕数模混合芯片，产品广泛应用于移动电源、车载充电器、氮化镓充电器、户外储能电源和智能插排等设备。在有线快充、无线快充、低功耗高效率电源管理IC等技术领域拥有独家专利，在消费电子及3C配件市场占有率名列前茅，合作伙伴包括华为、OPPO、联想、公牛、ANKER、ASUS等海内外一线品牌。智融科技秉持着智慧、创新、融合的理念，致力于为客户提供品质一流，体验优越的智能芯片产品及解决方案，立志发展成为顶尖的民族芯片企业。