搭配TI GaN FET ！智融SW1132 100W方案评测

前言

智融科技最近新推出了一款高频准谐振模式QR反激控制器芯片SW1132，这款芯片集成700V高压启动电路，线电压掉电检测和X电容放电功能，可实现高性能快充电源解决方案。

充电头网也是第一时间拿到这款搭载智融SW1132 100W快充模块，该方案采用了智融全套解决方案，包括初级QR控制芯片 SW1132 、次级同步整流芯片 SW1608、协议控制芯片 SW2325，搭配TI GaN FET LMG3622 。接下来将从外观、兼容性以及充电全程等等方面着手进行这款产品的测试，下面就跟随充电头网一起来看看吧。

产品介绍

话不多说，先看产品。

该模块正面高压滤波电容垂直焊接在副PCB板上，而副PCB板焊接在主PCB板上；其中还套有黄色胶套绝缘保护，中心区域焊接平面变压器。

SW1132是智融最新推出的一款高频准谐振模式QR反激控制器芯片，可以支持QR/CCM/DCM多模式的工作。

SW1132内部700V集成高压启动电路、线电压掉电检测和X电容放电功能，具有8V至90V的超宽范围VDDH供电，集成频率抖动功能以优化EMI性能，空载功耗小于50mW，内置软启动电路并具备多种完善的保护功能，采用SSOP-10封装。

该方案搭载了一颗智融SW2325快充协议芯片，这是一款高集成度的Type-C口/Type-A口快充协议控制器，通过了USB-IF认证，认证ID5854，支持PD3.0、PPD、QC5、FCP、SCP、AFC、PE2.0、UFCS等市面主流快充协议，内嵌ARM Cortex-M0 内核，最高工作频率为 40MHz，内置 64KB eFlash 、4KB SRAM，并支持 I²C 和 UART 通用外设接口。

SW2325集成了Type-C接口逻辑，USB PD PHY，VOOC/SCP PHY 以及 QC/PE/SFCP/TCN等快充协议的检测电路，并集成光耦反馈和 FB 反馈驱动电路、NMOS和PMOS驱动电路以及CV/CC控制环路。SW2325内置多种安全保护功能。配合ACDC或DCDC以及少量的外围元器件，即可组成完整的高性能的Type-C/Type-A口快速充电解决方案。

该方案还搭载了一颗针对离线式反激变换器的副边同步整流管(MOSFET)驱动的高性能控制器SW1608，采用SOT23-6封装，其支持6V或者9V VCC供电，并且VCC具有自供电功能，无需辅助绕组供电并支持宽输出电压范围， 配合 MOSFET 使用替代肖特基整流二极管，可以显著提高系统效率。

智融SW1608详细资料。

氮化镓芯片来自TI德州仪器，型号为LMG3622，是TI最新一代的氮化镓芯片，集成了650V 120mΩ GaN FET，适用于开关模式电源应用。

LMG3622集成了具有低传播延迟和可调节导通压摆率控制的棚极驱动器，可提供EMI和振铃控制，还具有高带宽和高精度的电流检测仿真，具有低静态电流和快速启动时间，支持转换器负轻载效率要求和突发模式运行，采用QFN38封装，具备多种保护机制并可通过FLT引脚报告实现过热保护。

在SW1132的左侧是一颗 EL亿光 1018光耦，用于初级次级通信，反馈调节输出电压。旁边是两颗贴片Y电容串联。

两颗贴片Y电容来自特锐祥。

在贴片Y电容的左边是两颗整流桥，来自智威半导体，丝印R8M。

智融SW1132模块高度约为23.60mm。

智融SW1132模块长度约为55.17mm。

智融SW1132模块宽度约为55.20mm。

智融SW1132模块重量约为87.9g。

充电全程测试

智融SW1132 100W充电器最大支持功率 PD 100W充电，在测试设备方面充电头网选用了 MacBook Pro M1 Max作为测试对象，将智融SW1132 100W充电器与 MacBook Pro M1 Max放置于25℃的恒温箱中，并接通电源，测试结果如下。

接通电源后握手20V电压，前42分钟功率稳定在92W左右；随后功率下降至66W左右并持续充电至55分钟；随后功率下降至42W左右并持续充电至1小时11分钟；随后功率呈“曲线”下降，并持续至充电结束，充电全程耗时约2小时07分钟。

绘制出折线图，可以看出，智融SW1132 100W充电器为MacBook Pro M1 Max充电至50%耗时34分钟，充至80%耗时58分钟，充至100%耗时2小时07分。

来看看智融SW1132 100W充电器为iPhone 15 Pro Max 充电表现如何。

接通电源后握手9V电压，前16分钟功率稳定在27W左右；随后功率下降至24W左右并持续充电至30分钟；随后功率下降至16W左右并持续充电至41分钟；随后功率下降至10W左右并持续充电至56分钟；随后开始进入涓流充电，并持续至充电结束，充电全程耗时约2小时08分钟。

绘制出折线图，可以看出，智融SW1132 100W充电器为iPhone 15 Pro Max充电至50%耗时29分钟，充至80%耗时1小时02分钟，充至100%耗时2小时08分。

空载功耗测试

充电器在插座上插着不使用的情况下是否会浪费电，具体会损耗多少电能，这是许多读者心中的疑问，待机功耗环节就是为了解答这个问题。将充电器插在贝奇功率计的插座上，并读取功率计上的数据，测试结果如下。

经过功率计测试，充电器在220V 50Hz 电压下的空载功耗为0.063W，换算下来一年损耗的电能约为0.552KW·h，若市电价为0.6元/KW·h，则充电器一年的电费约为0.33元左右。

再来看看在110V 60Hz 电压下的空载功耗，使用功率计读取的功耗为0.047W，换算下来一年损耗的电能约0.41KW·h，若市电价为0.6元/KW·h，则充电器一年的电费约为0.25元左右。

小结

经过上面的空载功耗测试，智融SW1132 100W充电器在 220V 50Hz 电压环境下插在插座上不使用，一年下来消耗的电费约为0.33元左右；而在110V 60Hz 的电压环境插在插座上不使用，一年下来消耗的电费约在0.25元左右。

转换效率测试

充电器本质上是一种转换设备，过程中会有损耗，以热量的形式散发出来；充电器从插座上汲取的功率往往会比充电器标注的功率大一些；将智融SW1132 100W充电器在220V 50Hz和110V 60Hz交流输入的情况下分别进行转换效率测试，测试环境为在不短路NTC且使用1米内的线端所测，下图是测试结果。

先来看看220V 50Hz电压下转换效率如何，整体转换效率在86.46-92.14%之间；其中转换效率最高的是20V5A档位，转换效率达到了92.14%；转换效率最低的是5V3A档位，转换效率为86.46%。

再来看看110V 60Hz电压下的转换效率，整体的转换效率在85.42-89.95%之间；其中转换效率最高的是15V3A档位，转换效率达到了89.95%；转换效率最低的是5V3A档位，转换效率为85.42%。

整体来看，智融SW1132 100W充电器在两类电压下的转换效率在同类充电器中属于主流水平，表现不错。

纹波测试

由于充电器中采用开关电源，变压器次级输出的并非直流电，需要经过整流和电容滤波输出，也就是充电器输出会存在纹波；充电头网采用示波器测试充电器输出的纹波值，与行业标准进行比对，检测充电器的输出质量。纹波越低，充电器的输出质量就越高。

空载纹波

首先看看220V 50Hz 电压下的空载纹波，纹波峰峰值最高的是12V0A档位，纹波峰峰值为114mVp-p；纹波峰峰值最低的是9V0A档位，纹波峰峰值为56mVp-p。

再来看看110V 60Hz 电压下的空载纹波表现如何，纹波峰峰值最高的是20V0A档位，纹波峰峰值为70mVp-p；纹波峰峰值最低的档位是15V0A，纹波峰峰值为44mVp-p。

带载纹波

首先看看220V 50Hz 电压下的带载纹波，纹波峰峰值最高的是20V5A档位，纹波峰峰值为174mVp-p；纹波峰峰值最低的是12V3A档位，纹波峰峰值均为124mVp-p。

再来看看110V 60Hz 电压下的带载纹波表现如何，纹波峰峰值最高的是20V5A档位，纹波峰峰值为142mVp-p；纹波峰峰值最低的档位是5V3A，纹波峰峰值为62mVp-p。

小结

YD/T 1591-2009 通信行业标准中充电器纹波要求是不高于200mVp-p，智融SW1132 100W充电器在220V 50Hz、110V 60Hz的输入电压下，所有输出功率纹波峰峰值均不高于174mVp-p，表现优秀。

谐波测试

下面对该方案demo进行谐波测试，旨在检测该方案通过电源线注入到公用供电系统中的谐波电流是否满足相应标准规定的限值要求。

一般来说，充电器在大于75W的功率时一般需要增加PFC电路，这是由于PFC电路能够调整电流和电压的相位，使得设备的功率因数接近1，从而减少电网谐波、提高电网效率和减少能源浪费。

而该方案demo在不增加PFC电路的情况下也可以通过手机充电器3C标准中Class A的谐波标准要求，避免了增加PFC电路所需的成本和设计复杂性，更具有成本优势。

温度测试

充电器是一种转换设备，充电过程中会有损耗，以热量的形式散发出来，所以充电器会发热。智融SW1132 100W充电器支持 PD 100W 输出，将充电器放置于25℃的恒温箱中，以20V5A负载一小时后采集充电器表面的温度。

首先看看 220V 50Hz 电压输出下充电器温度表现如何。

一小时后，使用热成像仪拍摄的充电器demo表面最高温度为103.9℃。该充电器属于demo的形式，元器件裸露无导热材料，发热区域主要集中在电感部分，测量温度供大家参考。

协议测试

除标注支持PD协议外，测试充电器完整的快充协议，用户可以根据具体的协议来匹配输出设备，从而获得更好的快充体验。

使用POWER-Z KM003C测得USB-C端口支持FCP、SCP、AFC、QC3+、QC5、PD3.0、PPS、Apple 2.4A和UFCS融合协议等快充协议，已经搭载国内的融合快充协议，兼容性方面更为出色。

PDO报文方面，USB-C端口具有5V3A，9V3A、12V3A、15V3A和20V5A五组固定电压档位；以及3.3-21V5A一组PPS电压档位。

同时测得SW1132demo支持UFCS融合快充协议33W，具有三个电压档位，分别是3.4V-5.5V3A、5.5V-11V3A以及11V-21V1.5A。

充电兼容测试

充电测试环节可以清楚的得知充电器为各个设备的充电情况，充电头网会使用数十款设备搭配充电器进行测试，为读者呈现真实的测试数据。

采用智融SW1132模块为16-inch MacBook Pro（2019）充电，功率为19.94V 4.51A 90W，握手PD3.0 100W快充，可以轻松满足外出办公需求。

采用智融SW1132模块为联想小新 Pro充电，功率为19.95V 4.26A 85W，握手PD3.0 100W快充。

采用智融SW1132模块为iPhone 15 Pro充电，功率为8.97V 2.79A 25W,。

智融SW1132模块为Switch主机充电，功率为15.07V 0.98A 14.8W。

将测试数据汇总至表格中，可以看出能够为支持高功率充电的机型开启高压PPS快充，最高充电功率接近90W；同时，为大多数手机充电握手9V电压档位。联想 Legion Go 支持PD 100W 充电，智融SW1132模块能够激活联想 Legion Go 的最大充电功率，达到了92W左右。同时对于平板电脑、笔记本电脑的兼容性也是十分优异。

将功率数值绘制为柱状图，可以看到各个手机、平板以及笔电设备的充电功率排布，排在前面的是支持百瓦快充的笔记本电脑，功率在90W以上。而对支持 PPS 高功率快充的设备，如 努比亚、红魔、黑鲨等手机，其充电功率可提升至近90W；同时，各充电功率可大致分为15W、18W、27W、30W以及65W、100W 等档位段。

充电头网总结

这款智融SW1132 100W快充模块从外观构造上虽大同小异，但其实内部滤波电容、降压以及协议芯片设计完整。在兼容性方面，面对主流手机、平板等设备，具备PD3.0、UFCS融合快充协议，实测不同型号手机的充电功率最高能达到90W左右；并且为16-inch MacBook Pro（2019）进行充电测试，实测充电功率基本维持在90W左右，用时需要2小时左右，为最新款的iPhone 15 Pro进行充电测试，最高充电功率可达27W，性能平缓稳定。

对于电源厂商来说，这款智融SW1132 100W快充模块具有良好的兼容性，高度集成的芯片设计同样实现了精简的外围电路，仅需搭配几颗降压MOS和VBUS开关管，减少PCB板占板面积；并且可快速开发出体积小巧的快充充电器产品，缩短开发周期，并且在日常使用上同样能满足用户的充电需求。

展会预告

珠海智融科技股份有限公司参加充电头网主办的2024（春季）亚洲充电展，展位号位于A区A12、A13，3月20-22日欢迎莅临展会现场交流、洽谈。

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