氮矽DXP8001FA氮化镓集成控制器芯片加持，65W多口快充参考设计解析

前言

氮矽科技推出了一款65W氮化镓快充参考设计，这款参考设计具备2C1A输出接口，任一USB-C接口均支持65W快充输出。这款参考设计采用了氮矽科技最新推出的氮化镓集成控制器芯片 DXP8001FA，这款芯片内部集成了GaN HEMT 和控制器，大大降低了电路设计和调试难度。

同时这款芯片还支持宽供电电压范围，满足PD快充的输出电压范围，无需额外元器件进行供电，进一步简化了外围电路。下面充电头网就带来氮矽科技这款65W氮化镓集成快充方案的解析，一起来看看这款方案的设计。

氮矽65W氮化镓集成方案参考设计外观

氮矽科技65W参考设计侧面设有一块小板。

侧面小板焊接整流桥和同步整流电路，输出侧还焊接一块小板，焊接USB-C输出母座。

使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为53.8mm。

宽度约为48.3mm。

厚度约为24mm。

测得参考设计重量约为65g。

给DEMO通电，使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得USB-C1口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0/4+、SFCP、PE2.0、PD3.0、PPS、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充电协议。

PDO报文显示USB-C1口还具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五组固定电压档位，以及3.3-11V5A一组PPS电压档位。

测得USB-C2口兼容协议和USB-C1口的一样。

此外PDO报文也相同，两个USB-C口单口输出性能一样，支持功率盲插。

最后测得USB-A口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、SFCP、PE2.0、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充电协议。

氮矽65W氮化镓集成方案参考设计解析

PCBA模块正面一览，左下角焊接输入保险丝，安规X2电容，底部小板焊接NTC热敏电阻，共模电感。左侧上方焊接高压滤波电容，右侧焊接变压器。右侧焊接输出降压小板，小板上焊接降压电感，滤波固态电容，底部小板焊接同步整流控制器和滤波固态电容。

PCBA模块背面焊接氮化镓集成控制器芯片，两颗贴片Y电容和反馈光耦。氮矽科技这款参考设计为65W输出功率，采用固定电压输出，搭配同步降压电路的设计架构。下面我们就从输入端开始解析这款参考设计。

PCBA模块输入端一览，左侧焊接高压滤波电容，右侧焊接保险丝，安规X2电容和NTC热敏电阻。

输入端保险丝外套热缩管绝缘。

安规X2电容来自科尼盛，规格为0.22μF。

NTC热敏电阻丝印3D-7，用于抑制上电的浪涌电流。

共模电感采用漆包线和绝缘线绕制。

PCBA模块侧面小板焊接两颗整流桥，同步整流控制器和同步整流管。

输入端两颗WRMSB40M整流桥来自深圳市沃尔德实业有限公司，规格为4A 1000V。WRMSB40M这颗软桥通过较软的恢复曲线，比较平滑的关断特性，可以降低二极管结电容达到非常少的谐波振荡产生的效果。

沃尔德 WRMSB40M 详细资料。

充电头网了解到，沃尔德软桥还被OPPO 50Ｗ饼干氮化镓快充、鸿达顺65W 氮化镓充电器、飞频65W USB PD氮化镓充电器、ROCK 65W氮化镓充电器、麦多多65W氮化镓充电器、麦多多30W 1A1C快充充电器等多款产品采用，性能获得客户的一致认可。

在整流桥小板后面焊接一颗高压滤波电容，来自永铭。

高压滤波电容规格为27μF400V。

在输入保险丝后面是差模电感，外套热缩管绝缘。

另外四颗滤波电容规格相同，均为27μF400V，总滤波电容容量为135μF。

这款参考设计的核心元件来自氮矽科技，是一颗氮化镓集成控制器芯片，型号DXP8001FA。芯片内部集成650V 165mΩ氮化镓开关管和高频反激控制器，用于PD快充适配器应用。芯片支持9-85V供电电压范围，覆盖PPS和PD快充的3.3-21V输出电压，无需额外的供电绕组和降压电路。

氮矽科技 DXP8001FA采用自适应多模式控制，支持DCM和QR工作模式，并支持突发模式提升能效。芯片内部集成丰富的保护功能，包括输出过电压保护，供电过电压保护，BROWN IN/OUT保护，取样电阻短路保护。

氮矽科技 DXP8001FA采用DFN8*8封装，有效降低芯片温升。通过集成氮化镓开关管和控制器，提升了转换效率，功率密度，可靠性以及开关频率，降低寄生参数对系统的影响，并减少元件数量，简化快充电源设计。

氮矽科技 DXP8001FA 资料信息。

变压器磁芯采用胶带严密缠绕绝缘。

贴片Y电容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TMY1102M，下方一颗料号为TMY1222M。

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。

亿光 EL1019光耦用于输出电压反馈。

同步整流控制器丝印IBHJN，实际型号为MP6908A，来自MPS芯源半导体，最高工作频率600KHz。支持DCM、CCM、QR、ACF多种工作模式，支持高侧和低侧应用，具备振铃检测防止误开通。

同步整流管来自维安，型号WMB072N12LG2，NMOS 耐压120V，导阻5.4mΩ，采用PDFN5060-8L封装。

输出滤波电容外套红色绝缘套管。

输出端焊接降压小板，小板焊接USB-C母座，同步降压开关管，滤波固态电容。

小板背面焊接降压电感。

两路降压电路主控芯片均采用智融SW3516H，用于进行降压控制和协议识别。智融SW3516H是一款高集成度的多快充协议双口充电芯片，支持A+C口任意口快充输出，支持双口独立限流。

SW3516H集成了5A 高效率同步降压变换器。支持PPS/PD/QC/AFC/FCP/SCP/PE/SFCP等多种快充协议，最大输出PD 100W，CC/CV模式，以及双口管理逻辑。外围只需少量的器件，即可组成完整的高性能多快充协议双口充电解决方案。

智融科技 SW3516H 资料信息。

充电头网通过拆解发现，SW3516H还被华硕65Ｗ 2C1A氮化镓充电器、努比亚65W氘锋三口氮化镓快速充电器、雷柏65W GaN快充、绿联65W 4C口氮化镓快充充电器、联想90W闪充双口氮化镓充电器、鸿达顺120Ｗ四口2C2A快充等多款产品采用，此外智融的快充芯片还可用于USB PD快充移动电源、快充车充等领域。

另一路降压协议芯片同样采用智融科技SW3516H。

两路同步降压开关管来自锐骏半导体，型号RUH4040M2，NMOS，耐压40V，导阻为8mΩ，采用PDFN3333封装。

两颗降压电感外套热缩管绝缘。

两颗滤波电容来自瑞隆，规格为220μF25V，两颗分别对应两路输出。

在小板背面还焊接一颗同规格的滤波电容。

用于USB-C2和USB-A口的VBUS开关管来自锐骏半导体，型号RU30D20，是一颗双NMOS，耐压30V，导阻8.5mΩ，使用PDFN3333封装。

用于功率自动分配控制的无标MCU特写。

USB-C母座采用过孔焊接固定，黑色胶芯不露铜。

USB-A母座采用绿色胶芯，前端设有辅助触点。

充电头网总结

通过对氮矽DXP8001FA氮化镓集成控制器芯片的参考设计解析发现，这款参考设计的开关电源初级，只使用了一颗芯片，就取代了传统氮化镓快充中的控制器+氮化镓开关管的设计。参考设计中采用了氮矽科技DXP8001FA氮化镓集成控制器芯片，芯片为反激架构，固定电压输出。

输出采用两路独立的降压电路，使用智融科技SW3516H降压协议芯片，搭配外置的开关管和降压电感，实现三口快充。PCBA模块采用三块小板组合焊接，将发热源分散，降低温升，便于进行散热设计。

氮矽科技 DXP8001FA采用自适应多模式控制，支持DCM和QR工作模式，并支持突发模式提升能效。芯片内部集成丰富的保护功能，并采用散热增强的DFN8*8封装，为氮化镓快充提供高效可靠的解决方案。

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