杰華特推出高密度33W合封氮化鎵快充電源方案

2021-12-17

氮化鎵以開關速度快，導阻低，低輸入輸出電荷的優(yōu)勢，應用在快充上逐漸取代了傳統(tǒng)的高壓硅MOS管。使用氮化鎵取代硅MOS管，降低了開關損耗，并且提高了充電器的轉換效率，使得充電器無需設計大面積的散熱片。同時還可以由傳統(tǒng)65kHz的開關頻率提升到130kHz等更高，減小變壓器電感量，縮小變壓器尺寸，可以減小充電器的體積。

而通過將氮化鎵與控制器封裝在一起，可以有效降低走線寄生電感對氮化鎵工作的影響，充分發(fā)揮氮化鎵的性能優(yōu)勢。繼65W氮化鎵快充方案之后，杰華特再次推出了一款內置650V耐壓，480mΩ導阻的氮化鎵合封芯片JW1566A，并以此芯片為核心推出了一款33W高密度的氮化鎵快充方案。

這款快充方案采用準諧振反激拓撲配合同步整流，四塊小板堆疊焊接組成。配合高密度的電源設計，實測電源方案的尺寸僅有28.1*22*25.5mm，功率密度達2.1W/cm3。

一、杰華特合封氮化鎵33W方案外觀

杰華特這款充電器方案采用了四塊小板焊接組合的方式，充分利用電路板面積，空間利用率高，體積小巧。

得益于這款電源方案使用了杰華特JW1566A合封芯片，初級部分的元件數(shù)量很少，電路精簡。

翻到另外一面，是充電器方案的次級，次級由同步整流和協(xié)議芯片組成。電路板鏤空為初級濾波電解電容留出空間，左側小板焊接光耦和Y電容，空間充分利用。

側面可以看到變壓器和垂直的小板，小板連接初次級用于電壓反饋調節(jié)。

用于電壓反饋調節(jié)的光耦和貼片Y電容，右側初級電容采用絕緣膠帶包裹絕緣。

初級共使用兩顆高壓電解電容濾波，均采用膠帶絕緣，右側是另外一塊小板，焊有共模電感，保險絲和整流橋。

小板上焊接整流橋，遠離其他發(fā)熱元件，均攤充電器運行時的發(fā)熱，改善溫升表現(xiàn)。

使用游標卡尺測量電路板長度約為28.1mm。

使用游標卡尺測量電路板寬度約為22mm。

使用游標卡尺測量電路方案高度約為25.5mm。

測得重量為25.1克。

放在手心，整個電源方案的體積非常小巧。

二、杰華特合封氮化鎵33W方案解析

杰華特合封33W氮化鎵快充電源方案采用JW1566A初級合封氮化鎵芯片，配合杰華特JW7726B同步整流控制器和AONS62922同步整流管，由偉詮WT6615F協(xié)議芯片進行輸出電壓控制。電源采用簡單高效的反激拓撲，非常適合小功率的電源方案使用。

輸入端整流橋絲印TDF2750M。

電源初級采用杰華特合封氮化鎵芯片JW1566A，在DFN5*6的封裝內部集成了反激控制器，氮化鎵驅動器和氮化鎵功率管，準諧振反激可降低開關損耗，改善EMI，并提高能效。

JW1566A內置650V耐壓，480mΩ氮化鎵開關管，芯片支持最高90V供電電壓，最高開關頻率可達260kHz，內置高壓啟動電路，具有超低的待機功耗。

杰華特JW1566A內置可選的過流和過功率保護功能，支持突發(fā)模式、頻率調制和準諧振模式，根據(jù)負載程度自動切換，以實現(xiàn)全功率范圍內的高效率。芯片支持供電過壓保護，輸出過壓，欠壓保護，支持輸入欠壓保護，電流傳感引腳開路保護、逐周期過流保護、過功率保護和內置的過熱保護功能。

JW1566A適用于PD和QC快充充電器，以及寬電壓范圍輸出的開關電源等應用，為 USB PD 快充與開關電源應用提供高能效小體積的解決方案。

JW1566A合封氮化鎵電源在90V/60Hz輸入，滿載情況下板端效率達到 92.28%，高壓輸入滿載效率可以達到 93.5%，可以大幅降低熱設計難度，做小型化產(chǎn)品非常有優(yōu)勢，JW1566A 具有抖頻功能，33W DEMO EMI 余量＞6db以上，并且保護功能齊全。

杰華特JW7726B同步整流控制器，支持CCM、DCM、QR和ACF模式，在振鈴期間能有效防止同步整流MOSFET的誤開通；具有快速驅動能力支持CCM模式；在啟動過程中（VCC建立之前）能有效防止門極gate被耦合至開啟電壓。

杰華特 JW7726B同步整流控制器可由輸出電壓直接供電，支持高側和低側應用，具有極低的靜態(tài)電流，適合ACF和反激快充應用。

用于輸出電壓反饋的1019光耦和特銳祥貼片Y電容。

AONS629222同步整流管。

用于控制輸出電壓的偉詮WT6615F協(xié)議芯片。

充電頭網(wǎng)總結

杰華特33W合封氮化鎵采用多塊PCB的堆疊結構，充分利用空間，體積非常小巧。JW1566A高集成氮化鎵合封芯片具有高集成度，小體積，低待機功耗及高效率優(yōu)勢，可提升電源產(chǎn)品的競爭力。

通過使用合封芯片可降低寄生參數(shù)對電源高頻運行的負面影響，提高電源轉換效率，并簡化開關電源的初級設計。并且可搭配多種協(xié)議芯片滿足快充充電器設計。