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基于润新微全氮化镓器件设计,240W双管反激电源方案解析

2024-01-25 充电头网 阅读:
通过对润新微这款240W电源方案DEMO进行解析后发现,这款电源方案采用了MPS的MP44014 PFC控制器和MP6908A 同步整流控制器,使用润新微RX65T300PS2H氮化镓开关管···
前言

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润新微推出了一款双管反激(QR Turbo)拓扑的氮化镓开关电源DEMO,这款DEMO采用PFC+QR Turbo+同步整流拓扑,搭配使用了润新微RX65T300PS2H和RX65T300HS2A两款氮化镓开关管,并使用同步整流,提高转换效率。这款开关电源DEMO采用长方形造型,满足适配器应用。nKXednc

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这款电源DEMO额定输入电压范围为176~264Vac,输出规格为24V10A,额定输出功率为240W,满载转换效率达到了94%。下面充电头网就对润新微这款240W电源DEMO进行解析,介绍电源方案的设计和用料。nKXednc

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润新微240W电源方案DEMO外观nKXednc

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这款电源DEMO的PCBA为长条形设计,输入端焊接电源接线柱,两级EMI滤波电路,依次为PFC和开关电源电路,在中间区域设有滤波电容。nKXednc

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输出端设有一块散热片,设有固态电容和电解电容滤波,并设有一颗滤波电感。nKXednc

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PCBA模块正面一览,左侧为EMI滤波电路,整流桥,PFC升压电感,高压滤波电容,右侧焊接变压器和输出滤波电容。nKXednc

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PCBA模块背面焊接PFC控制器,开关电源控制,氮化镓开关管和同步整流控制器。nKXednc

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测得PCBA模块长度约为233mm。nKXednc

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PCBA模块宽度约为42mm。nKXednc

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PCBA模块高度约为25mm。nKXednc

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测得模块重量约为283g。nKXednc

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润新微240W电源方案DEMO解析nKXednc

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输入端焊接接线端子。nKXednc

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PCBA模块侧面一览,输入端焊接绿色NTC热敏电阻。nKXednc

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另一侧输入端焊接黄色压敏电阻。nKXednc

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电源输入端接线端子特写。nKXednc

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输入端保险丝来自诚润,规格为5A 250V。nKXednc

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输入端压敏电阻型号ZVR10D561K,用于浪涌保护。nKXednc

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NTC热敏电阻用于抑制上电的浪涌电流。nKXednc

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共模电感采用漆包线和绝缘线绕制。nKXednc

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安规X2电容来自科尼盛,规格为0.47μF。nKXednc

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第二级共模电感采用扁铜线绕制。nKXednc

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另一颗压敏电阻型号HVR10D391,与左侧贴片气体放电管串联,用于过压保护。nKXednc

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两颗安规Y电容特写。nKXednc

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PCBA模块背面焊接两颗贴片放电管,用于浪涌过电压保护。nKXednc

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整流桥固定铝片散热器。nKXednc

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在滤波电感两侧为薄膜电容。nKXednc

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薄膜滤波电容来自捷威,规格为1μF450V。nKXednc

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PFC控制器来自MPS,型号MP44014,运行于临界导通模式,具备极低的启动电流和低静态电流,具备精密可调的输出过压保护。nKXednc

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在散热片上固定PFC开关管和PFC整流管。nKXednc

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PFC开关管来自润新微电子,型号RX65T300PS2H,是一颗Cascode级联结构的氮化镓开关管,器件耐压为650V,导阻240mΩ,采用TO220封装。RX65T300PS2H支持20V栅极电压,可兼容传统控制器,简化驱动电路,同时栅极耐压有足够的裕量应对开关过程中的电压过冲等不利因素,避免造成器件的潜在损伤和失效。nKXednc

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润新微RX65T300PS2H资料信息。nKXednc

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PFC升压电感采用利兹线绕制。nKXednc

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PFC整流管来自扬杰,型号MUR2060CT,是一颗超快恢复二极管,规格为600V 20A,采用TO220封装。nKXednc

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ES5J二极管用于PFC旁路。nKXednc

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高压滤波电容来自永铭,规格为100μF450V,两颗并联。nKXednc

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电源主控芯片来自必易微,型号KP2202,芯片内置高压启动,集成X电容放电,支持500KHz开关频率,支持搭配氮化镓器件使用。芯片运行于谷底导通模式,支持绿色节能模式和突发模式,待机功耗小于30mW,并且还具备完善全面的保护功能。nKXednc

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反激开关管同样来自润新微电子,型号RX65T300HS2A,是一颗Cascode级联结构的氮化镓开关管,器件耐压为650V,导阻240mΩ,采用DFN8*8封装。RX65T300HS2A支持20V栅极电压,可兼容传统控制器,简化驱动电路,同时栅极耐压有足够的裕量应对开关过程中的电压过冲等不利因素,避免造成器件的潜在损伤和失效。nKXednc

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润新微电子 RX65T300HS2A 资料信息。nKXednc

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两颗270mΩ取样电阻用于检测开关管电流。nKXednc

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隔离驱动变压器用于驱动另一颗开关管。nKXednc

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另一颗氮化镓开关管型号相同。nKXednc

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两颗为主控芯片供电的滤波电容规格为10μF50V。nKXednc

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变压器磁芯严密缠绕胶带绝缘。nKXednc

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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。nKXednc

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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。nKXednc

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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nKXednc

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另一颗贴片Y电容料号相同。nKXednc

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亿光 EL1019光耦用于输出电压反馈。nKXednc

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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。nKXednc

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在散热片上固定两颗同步整流管。nKXednc

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同步整流管来自华润微,型号CRST073N15N,NMOS,耐压150V,导阻6.2mΩ,采用TO220封装。nKXednc

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输出端焊接滤波固态电容,滤波电解电容和滤波电感。nKXednc

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两颗滤波固态电容来自永立,规格为1000μF35V。nKXednc

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一颗电解电容来自米朗,规格为35V1000μF。nKXednc

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输出磁环滤波电感特写。nKXednc

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充电头网总结nKXednc

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通过对润新微这款240W电源方案DEMO进行解析后发现,这款电源方案采用了MPS的MP44014 PFC控制器和MP6908A 同步整流控制器,使用润新微RX65T300PS2H氮化镓开关管。开关电源为双管反激架构,采用必易微KP2202用于开关电源控制,使用两颗润新微RX65T300HS2A氮化镓开关管,并使用隔离变压器进行上管驱动。nKXednc

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电源输入端设有压敏电阻,内部多处使用气体放电管进行过压保护,提升浪涌保护能力。PFC开关管,整流管和同步整流管均设有散热片,可通过加装散热片,提升散热性能,降低大功率输出的温升。双管反激电源方案搭配氮化镓开关管,可以做到与LLC拓扑接近的转换效率,并具备成本优势。nKXednc

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润新微氮化镓开关管具有DFN5*6,DFN8*8与TO220多种封装形式,产品技术成熟,栅极驱动电压安全区间大,应用简单,并已通过JEDEC可靠性测试,产品满足消费电子,工业电子和汽车电子应用需求。nKXednc

责编:Ricardo
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