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一文看懂華源半導體數字電源晶片如何提升PD快充性能

11月26日,充電頭網在深圳南山科興科學園舉辦了2021(秋季)USB PD&Type-C亞洲展。作為2021年備受矚目的年度消費類快充電源行業展會,現場彙聚近百家USB PD&Type-C産業鍊企業,并有多達上千款快充新品展出。同時也吸引了多專業觀衆莅臨現場,成為快充産業相關人士面對面洽談、技術交流、學習成長的平台。

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在展會期間同步舉辦的研讨會上,20位行業大咖發表了演講,分享了最新的行業趨勢,并介紹了公司最新的産品布局。

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華源智信半導體(深圳)有限公司産品發展副總經理郭春明先生在本次峰會上為大家帶來了《數字電源晶片提升PD快充性能》主題演講,介紹了華源半導體針對USB PD快充市場推出的全新電源解決方案。

以下是充電頭網對華源半導體演講PPT的解讀:

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郭春明先生本次的演講内容主要分為四個部分。

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華源半導體成立于2018年,核心人員來自于iWatt(Dialog)和PI公司,緻力于數字高可靠性電源晶片的研發,已有數款産品面世并被客戶大規模采用。

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郭春明先生以蘋果釋出的140W 氮化镓快充電源為切入點,介紹了數字電源在消費領域的應用趨勢,這也與華源半導體的産品定位不謀而合。不過由于蘋果現行的MCU控制方案成本非常高,不利于在消費類電源産品中大規模應用,華源半導體的數字晶片就是為解決這一痛點。

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在核心技術層面,郭春明先生介紹了兩種,其中一種是自适應驅動技術,可以平衡電源系統的EMI和效率。

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另一種是頻率反向控制技術。郭春明先生指出,目前市面上大部分快充方案,在随着電壓升高時,開關頻率也會變高,效率方面,264V AC輸入時,效率則與90VAC輸入差不多,甚至更低。而華源半導體的方案在高壓輸入時,頻率略低于低壓輸入,這樣的話就保證了高壓輸入的效率比低壓輸入高。

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據介紹,華源半導體目前已經推出的HY1601、HY1602、HY1612等多款PWM控制器,除了正常的保護等功能之外,還擁有自适應Driver外置OTP,能夠更加精準檢測MOS、變壓器等器件的溫度,實作更加靈敏的保護。

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華源半導體HY1651是一顆内置高壓啟動的主要晶片,具有待機功耗低至20mW的特點,同時支援55V工作電壓,可以滿足5-20V PD快充電壓輸出需求;可直驅MOS或GaN,針對CoolMos有自适應智能驅動;通過阻值可以設定65k/89k/135k/200k等不同頻率;支援低壓CCM和高壓限頻QR模式,内置LPS和可調整OTP等。

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在同步整流方面,華源半導體推出了第二代控制器HY913,該晶片内置電荷泵,輸出低壓效率高,支援10ns關斷延遲,CCM工作;采用積分功能防止誤開通,内置Green Mode功能,在輕載時關閉驅動。

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VCC電荷泵供電示意圖。

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華源半導體HY913積分功能簡介,當初級導通時間很短時,次級就不開通,當值電流倒流等現象,同時避免無開通。

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針對20W PD快充的應用,華源半導體推出了内置MOS的電源晶片HYC1603C。

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合封氮化镓功率器件的30W電源晶片HYC3602,采用ESOP封裝,内置0.5Ω氮化镓器件。

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在大功率合封氮化镓晶片方面,華元半導體也布局了HYC3656,合封的形式,實作了精簡的外圍設計。

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華源半導體65W合封GaN産品效率曲線,最高可到94%以上。

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華源半導體正在研發的一款合封氮化镓晶片,内置0.26Ω氮化镓器件,支援最大65W功率,内置了Sense FET 技術,讓外圍電路變得更加精簡。

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華源半導體内置MOS的同步整流晶片包括了HYC9010、HYC9011、HYC9012等多個型号。

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華源半導體基于HY3655E控制器和納微NV6136A氮化镓晶片合作開發了一套65W氮化镓快充方案。

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得益于納微氮化镓晶片内置了Sense FET 技術,是以外圍電路較正常方案而言更加精簡。

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華源HY3655E+納微NV6136A快充充方案效率曲線。

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該方案在保證EMI要求的前提下,其滿載效率可以高達94.8%。

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華源HY3655E+納微NV6136A快充方案的EMI測試結果。

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充電頭網總結

在本次演講中,郭春明先生主要介紹華源半導體在快充電源晶片領域的技術優勢,并且分享了華源半導體針對快充市場推出的一系列PWM以及同步整流控制器,簡單明了的指出了華源晶片的晶片特點。

在氮化镓的産品布局方面,華源半導體擁有20W内置MOS方案、30W合封氮化镓晶片、65W合封氮化镓晶片,同時也正在開發内置Sense FET 技術的合封氮化镓晶片,朝着更高內建度的方向發展。

針對熱門的65W氮化镓快充方案,華源半導體還聯合納微開發了一款性能優異的快充方案,在EMI處理、效率方面均有出色表現。

如需了解更多産品資訊,可與華源半導體取得聯系。

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