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(guān)速度快，導(dǎo)阻低，低輸入輸出電荷的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)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(guān)損耗，并且提高了充電器的轉(zhuǎn)換效率，使得充電器無需設(shè)計(jì)大面積的散熱片。同時(shí)還可以由傳統(tǒng)65kHz的開關(guān)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(duì)氮化鎵工作的影響，充分發(fā)揮氮化鎵的性能優(yōu)勢(shì)。繼65W氮化鎵快充方案之后，杰華特再次推出了一款內(nèi)置650V耐壓，480mΩ導(dǎo)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(zhǔn)諧振反激拓?fù)渑浜贤秸鳎膲K小板堆疊焊接組成。配合高密度的電源設(shè)計(jì)，實(shí)測(cè)電源方案的尺寸僅有28.1*22*25.5mm，功率密度達(dá)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(jí)部分的元件數(shù)量很少，電路精簡(jiǎn)。

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

側(cè)面可以看到變壓器和垂直的小板，小板連接初次級(jí)用于電壓反饋調(diào)節(jié)。

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

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

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

使用游標(biāo)卡尺測(cè)量電路板長(zhǎng)度約為28.1mm。

使用游標(biāo)卡尺測(cè)量電路板寬度約為22mm。

使用游標(biāo)卡尺測(cè)量電路方案高度約為25.5mm。

測(cè)得重量為25.1克。

放在手心，整個(gè)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(jí)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(jìn)行輸出電壓控制。電源采用簡(jiǎn)單高效的反激拓?fù)?，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(jí)采用杰華特合封氮化鎵芯片JW1566A，在DFN5*6的封裝內(nèi)部集成了反激控制器，氮化鎵驅(qū)動(dòng)器和氮化鎵功率管，準(zhǔn)諧振反激可降低開關(guān)損耗，改善EMI，并提高能效。

JW1566A內(nèi)置650V耐壓，480mΩ氮化鎵開關(guān)管，芯片支持最高90V供電電壓，最高開關(guān)頻率可達(dá)260kHz，內(nèi)置高壓?jiǎn)?dòng)電路，具有超低的待機(jī)功耗。

杰華特JW1566A內(nèi)置可選的過流和過功率保護(hù)功能，支持突發(fā)模式、頻率調(diào)制和準(zhǔn)諧振模式，根據(jù)負(fù)載程度自動(dòng)切換，以實(shí)現(xiàn)全功率范圍內(nèi)的高效率。芯片支持供電過壓保護(hù)，輸出過壓，欠壓保護(hù)，支持輸入欠壓保護(hù)，電流傳感引腳開路保護(hù)、逐周期過流保護(hù)、過功率保護(hù)和內(nèi)置的過熱保護(hù)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(guān)電源等應(yīng)用，為 USB PD 快充與開關(guān)電源應(yīng)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(dá)到 92.28%，高壓輸入滿載效率可以達(dá)到 93.5%，可以大幅降低熱設(shè)計(jì)難度，做小型化產(chǎn)品非常有優(yōu)勢(shì)，JW1566A 具有抖頻功能，33W DEMO EMI 余量＞6db以上，并且保護(hù)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(qū)動(dòng)能力支持CCM模式；在啟動(dòng)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(cè)和低側(cè)應(yīng)用，具有極低的靜態(tài)電流，適合ACF和反激快充應(yīng)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(jié)

杰華特33W合封氮化鎵采用多塊PCB的堆疊結(jié)構(gòu)，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(jī)功耗及高效率優(yōu)勢(shì)，可提升電源產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。

通過使用合封芯片可降低寄生參數(shù)對(duì)電源高頻運(yùn)行的負(fù)面影響，提高電源轉(zhuǎn)換效率，并簡(jiǎn)化開關(guān)電源的初級(jí)設(shè)計(jì)。并且可搭配多種協(xié)議芯片滿足快充充電器設(shè)計(jì)。