广告

用于氮化镓开关管的初级主控芯片SW1106 +SW3556,智融推出65W超薄氮化镓快充全套方案!

2022-07-06 充电头网 阅读:
近日,智融科技发布了全新的ACDC产品,用于氮化镓开关管的初级主控芯片SW1106,支持直驱增强型氮化镓开关管,进一步完善氮化镓快充产品线,致力于推出一站式氮化镓快充电源解决方案。

前言51Tednc

 51Tednc

65W氮化镓充电器能够为手机和电脑提供理想的快充体验,同时不需要PFC,从成本和体积上都很有优势,是工厂和消费者选择的主力产品。随着近年来平面变压器技术的成熟,通过使用平面变压器取代传统绕线变压器,充电器从常规的方块形态进化成为饼干形态,更加便于携带。51Tednc

 过去几年,智融科技推出的多款可用于氮化镓充电器的协议降压二合一芯片,在车充和氮化镓快充中应用非常广泛。近日,智融科技发布了全新的ACDC产品,用于氮化镓开关管的初级主控芯片SW1106,支持直驱增强型氮化镓开关管,进一步完善氮化镓快充产品线,致力于推出一站式氮化镓快充电源解决方案。51Tednc

 51Tednc

充电头网已经拿到了智融推出的65W饼干氮化镓快充方案,这款方案采用了智融推出的初级主控芯片和降压协议芯片,为固定电压输出,搭配二次降压电路实现多口快充,满足消费者多个设备同时充电的需求。下面就对这款氮化镓快充方案进行解析,看看是如何设计的。51Tednc

 51Tednc

智融65W超薄快充方案介绍51Tednc

 51Tednc

51Tednc

 51Tednc

智融65W 3C口快充方案不仅小巧扁平,而且配备多达3个USB-C接口,实测三维仅81*46*12mm,功率密度约为1.42W/cm³,重量约为57g。不仅满足消费者对于“饼干”充电器需求,更进一步提升该类产品的实用性,真正做到出门一个充电器就够。51Tednc

 51Tednc

51Tednc

 51Tednc

模块正面安规电容、高压滤波电解电容横置,其中两个还套有黄色胶套绝缘保护。中心区域焊接平面变压器,输出端设有小板,三个USB-C母座全部焊接在小板上。51Tednc

 51Tednc

51Tednc

 51Tednc

板子背面设有整流桥、开关电源初次级芯片、降压协议IC等器件,初次级分界明显。51Tednc

 51Tednc

51Tednc

 51Tednc

三口C口单口输出性能完全一样,这里只以其中一个C口为例进行协议和PDO测试。使用ChargerLAB POWER-Z KM002C测得USB-C口支持Apple2.4A、Samsung 5V2A协议,以及QC3+、QC5、FCP、SCP、PD3.0、PPS快充协议。51Tednc

 51Tednc

51Tednc

 51Tednc

PDO报文显示C1口具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五组固定电压档位,以及3.3-21V3.25A三组PPS电压档位。51Tednc

 51Tednc

51Tednc

 51Tednc

充电器初级主控芯片来自智融,型号为SW1106,是一颗支持增强型氮化镓开关管直驱的高频反激准谐振控制器,芯片内部集成700V高压启动电路和X电容放电功能。芯片内部集成氮化镓驱动器,驱动电压为6V,可直接驱动增强型氮化镓开关管。51Tednc

 51Tednc

SW1106运行在带谷底锁定的谷底开启工作模式,并集成频率抖动功能以优化EMI性能,支持突发模式。供电采用双VDD供电设计,在输出电压USB PD宽输出场合降低控制器的功率损耗。51Tednc

 51Tednc

SW1106内部集成输入电压保护,供电过压保护,输出过压保护,逐周期电流限制,过载保护,输出过流保护,电流取样电阻开路和短路保护,芯片内置过热保护,支持外接热敏电阻进行器件过热保护,保护功能全面。51Tednc

 51Tednc

51Tednc

 51Tednc

智融SW1106采用SSOP10封装,支持氮化镓快充,充电器以及开关电源应用,这颗初级控制器的推出,一方面实现了氮化镓控制器的国产化替代,另外一方面也丰富了智融在快充电源的产品线。51Tednc

 51Tednc

51Tednc

 51Tednc

与SW1106搭配的氮化镓开关管是英诺赛科INN650D150A,这是一颗耐压650V的增强型氮化镓高压单管,瞬态耐压750V,导阻150mΩ,采用DFN8*8封装。智融SW1106能够直接驱动增强型氮化镓开关管,无需外置稳压管或驱动器。右侧两颗0.27Ω电阻并联,用于初级电流检测。51Tednc

 51Tednc

51Tednc

 51Tednc

这款充电器的两路二次降压方案均采用智融新发布的SW3556解决方案,这款芯片支持双USB-C接口降压控制,内部集成多种快充协议,支持7A大电流输出,并支持双口功率盲插和独立限流。SW3556支持驱动低压氮化镓开关管,可进一步提升降压电路效率,减小充电器的体积与散热要求。51Tednc

 51Tednc

51Tednc

 51Tednc

 51Tednc

智融SW3556为同步整流降压拓扑,支持40V输入,内置同步整流降压控制器,搭配使用硅MOS或氮化镓开关管、电感电容等简单的外围器件,即可实现140W大功率输出。内置的降压控制器开关频率为125KHz,支持PFM/PWM模式运行以优化转换效率。51Tednc

 51Tednc

此外,智融SW3556支持引脚外接电阻来配置输出功率以及动态功率分配,在开发多口快充电源产品时无需外置单片机,以此实现更精简的外围并降低成本。适用于车载充电器、多口充电器、插排等产品领域。51Tednc

 51Tednc

51Tednc

 51Tednc

用于二次同步降压电路的MOS管来自智融科技,丝印SWT40N45。51Tednc

 51Tednc

51Tednc

 51Tednc

用于双口输出的两颗VBUS开关管也是SWT40N45。51Tednc

 51Tednc

转换效率测试51Tednc

 51Tednc

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。我们平时看充电器上面的参数输出100W或者65W是充电器可以为设备提供的最大输出功率,但充电器从插座上汲取的功率往往要更大一些,下面是智融65W 3C DEMO在不同交流电压输入的情况下电压固定为20V,以五组不同的电流值分别进行了转换效率测试,测试结果如下。51Tednc

 51Tednc

51Tednc

 51Tednc

从测试的项目中可以看出,整体的转换效率在79.92%到92.09%之间。DEMO在115V输入的情况下,以20V3.25A输出功率下的转换效率最高,为92.09%。51Tednc

 51Tednc

应力测试51Tednc

 51Tednc

51Tednc

 51Tednc

 51Tednc

测试条件为90Vac输入,20V3.25A满载输出。从应力测试结果可以看到,开关管峰值VDS电压约为280V。51Tednc

 51Tednc

51Tednc

 51Tednc

 51Tednc

测试条件为115Vac输入,20V3.25A满载输出。从应力测试结果可以看到,开关管峰值VDS电压约为316V。51Tednc

 51Tednc

51Tednc

 51Tednc

 51Tednc

测试条件为230Vac输入,20V3.25A满载输出。从应力测试结果可以看到,开关管峰值VDS电压约为478V。51Tednc

 51Tednc

51Tednc

 51Tednc

 51Tednc

测试条件为264Vac输入,20V3.25A满载输出。从应力测试结果可以看到,开关管峰值VDS电压约为526V,裕量充足。51Tednc

 51Tednc

谷底锁定测试51Tednc

 51Tednc

智融SW1106具有独特的Smart-Lock谷底锁定技术,在整个负载范围和输入电压范围内都具有非常优秀的谷底锁定表现。51Tednc

 51Tednc

51Tednc

 51Tednc

从上图可以看出,即使在最恶劣的90V输入下的一个工作周期内,SW1106依旧拥有着非常优秀的谷底锁定表现,最多可实现第七个谷底导通。51Tednc

 51Tednc

51Tednc

 51Tednc

115V输入情况下,SW1106的Smart-Lock技术能够精准的锁定谷底,降低开关管的开关损耗。51Tednc

 51Tednc

51Tednc

 51Tednc

230V输入时,SW1106同样可以精确的锁定谷底开启开关管。51Tednc

 51Tednc

51Tednc

 51Tednc

在264V输入测试中,SW1106依然能够做到精确的谷底锁定并开通开关管。51Tednc

 51Tednc

智融SW1106不仅具有Smart-Lock优秀的谷底锁定技术,还具有独特的频率折返降频技术,降低高压下开关频率,减小开关损耗,并且支持使用较低值的采样电阻,减小功耗,提高效率。51Tednc

 51Tednc

多口同时输出测试51Tednc

 51Tednc

下面来看一下DEMO的多口同时输出情况。51Tednc

 51Tednc

51Tednc

 51Tednc

同时使用2个USB-C接口为笔记本电脑和手机充电,功率分别为43.08W和15.73W。51Tednc

 51Tednc

51Tednc

 51Tednc

同时为2台手机充电,功率分别为12.88W和7.46W。51Tednc

 51Tednc

智融65W超薄快充方案兼容性测试51Tednc

 51Tednc

下面来看看智融的超薄快充方案对于设备的充电兼容性如何,因为充电器配备的3个接口在独立使用时的性能相同,所以此次仅测试一个USB-C接口。51Tednc

 51Tednc

51Tednc

 51Tednc

iPhone 13 Pro Max是目前最新最大的iPhone手机,支持约27W的快充功率,使用USB-C为iPhone 13 Pro Max充电,功率为9.19V 2.92A 26.87W,USB-C完全可以满足iPhone 13 Pro Max的快充需求。51Tednc

 51Tednc

51Tednc

 51Tednc

Switch底座TV模式支持PD快充,但想激活底座TV模式需要PD充电器支持15V3A及以上的PD快充档位,也就是充电器最低也要支持45W快充。使用USB-C为Switch底座TV模式供电,充电器输出功率为15.07V 0.29A 4.37W,成功点亮底座TV模式。51Tednc

 51Tednc

51Tednc

 51Tednc

受限于篇幅的原因无法将所有的测试数据一一展现出来,所以最后将测试的数据汇总成表。整体来看,在参与测试的手机、平板电脑、游戏机、笔记本电脑等数十台设备中都可以触发快充,部分手机充电功率甚至可以达到50W+,65W的功率也可以满足平板电脑以及部分笔记本电脑的快充需求。51Tednc

 51Tednc

51Tednc

 51Tednc

柱状图部分,笔记本电脑和部分安卓机型的功率排在前面,其他设备的功率柱状图依次递减。51Tednc

 51Tednc

充电头网总结51Tednc

 51Tednc

智融最新推出的这款65W三口快充方案基于智融推出的氮化镓主控芯片SW1106开发,这款芯片内置氮化镓驱动器,可以直驱目前广泛应用的英诺赛科等品牌氮化镓开关管,支持高压启动以及分段供电,满足氮化镓快充应用。这款方案还采用了平面变压器,借助氮化镓技术高频高效的特性,实现了超薄的机身设计。51Tednc

整个方案的AC-DC部分设计得非常紧凑;此外在次级侧通过两颗智融SW3556芯片实现两路降压和协议识别功能,无需外置MCU即可实现双路协调控制,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。同时两颗芯片可以协同实现功率智能分配,满足任一单口输出65W、双口或三口输出功率智能分配,实现了对电源功率的充分应用。51Tednc

 51Tednc

智融这颗初级控制器的推出,一方面实现了氮化镓控制器的国产化替代,为快充PWM芯片提供更多国产品牌选择。另外一方面也丰富了智融的产品线,实现了初级控制器加协议全套完整方案,进一步提高智融科技在有线快充领域的领先地位。51Tednc

 

相关阅读:
1、智融推出氮化镓直驱控制器SW1106
2、推动双C口充电器普及,智融科技推出多款解决方案
3、氮化镓充电器市场爆发,智融多口快充芯片出货量猛增
4、仅需一颗主控芯片,智融推出100W移动电源方案
5、智融推出100W升降压车充全套方案,支持多口独立快充输出
 
责编:Admin
文章来源及版权属于充电头网,EDN电子技术设计仅作转载分享,对文中陈述、观点判断保持中立,不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。如有疑问,请联系Demi.xia@aspencore.com
充电头网
数码设备充电技术及其周边配件(充电头、充电器、充电线材、移动电源及电芯、USB插排)评测、拆解。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了