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傑華特65W合封氮化镓快充參考設計解析

傑華特在推出了使用JW1566A的33W合封氮化镓參考設計之後,又推出了一款大功率高內建度的氮化镓合封晶片JW1565,并基于這款氮化镓合封晶片推出了一款高功率密度的65W合封氮化镓快充解決方案。

65W的擴充卡可以支援手機和筆記本電腦快充,PPS快充可以為手機快速充電,20V 3.25A輸出滿足筆記本充電需求,應用非常廣泛,出貨牢牢占據主流位置。高性能,高內建度的解決方案,是提升充電器競争力的有效手段,而使用氮化镓合封晶片,就能在高性能的基礎上,獲得高內建優勢,簡化設計加速生産。

一、傑華特65W合封氮化镓快充參考設計外觀

傑華特這款65W合封氮化镓快充采用三塊PCB焊接的組合方式,将整流橋與氮化镓合封晶片分開放置,防止發熱元件積熱,簡化散熱設計并提高空間使用率。

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傑華特65W快充參考設計一覽,初級濾波電解和輸出小闆分别焊接在對應的小闆上,空間使用率極高。

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主機闆背面一覽,左側是次級同步整流電路,中間是傑華特JW1565氮化镓合封晶片,內建度非常高,初級側隻有少量幾個外圍元件,整體電路非常精簡。

傑華特65W合封氮化镓快充參考設計解析

使用遊标卡尺測量傑華特65W參考設計,長度為48.72mm。

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寬度為27.13mm。

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高度為23.32mm,計算功率密度達到了2.11W/cm 。

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把傑華特65W參考設計放在手心,很難想象一款65W的氮化镓快充可以做到這麼小巧。

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測得傑華特65W參考設計重量僅為46g。

二、傑華特65W合封氮化镓快充參考設計解析

上面看完了這款傑華特的65W參考設計的體積,得益于高內建晶片,配合多PCB組合焊接工藝,這款參考設計的闆端功率密度達到了2.11W/cm ,着實優秀。

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先從輸入端看起,輸入端有延時保險絲,X電容和共模電感等。

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輸入端保險絲等元件特寫。

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三顆初級濾波電容來自永銘,KCX系列,上面兩顆為400V耐壓,39μF容量。

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焊接電解電容的小闆,背面是兩顆整流橋。使用兩顆整流橋将發熱均分,并且遠離其他發熱元件,簡化散熱設計。

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初級側使用三顆永銘電解電容濾波,焊接在垂直小闆上,充分利用空間。

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輸出側一覽,垂直小闆焊接協定晶片和USB-C母座,簡化主PCB設計,并立體利用空間。輸出側兩顆濾波電容采用貼片焊接。

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輸出端采用兩顆永銘VPX貼片固态電容,規格均為25V 470μF,兩顆并聯。

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輸入端兩顆整流橋來自辰達行,型号RMSB40M,是一顆4A整流橋,采用UMSB封裝,具有快速恢複的特點。

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這款充電器采用傑華特 JW1565氮化镓合封晶片,這款合封晶片将高頻氮化镓直驅控制器,氮化镓功率管合封在一個封裝内部,減小寄生參數對高頻開關的影響,JW1565支援260KHz開關頻率,支援90V供電電壓,無需外置LDO即可滿足3-21V寬電壓輸出需求。

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傑華特JW1565是一顆采用反激拓撲,内部內建氮化镓的原邊合封晶片。JW1565支援高壓啟動和X電容放電,能夠有效減小充電器的待機功耗,内置650V耐壓,導阻260mΩ的氮化镓開關管,通過反激降低開關損耗,内置抖頻提升EMI性能。JW1565支援65W快充應用,搭配PFC可用于100W快充應用。

傑華特JW1565内置頻率限制以提高轉換效率,采用負壓電流采樣來減小氮化镓的驅動環路,驅動電壓不受電流采樣電阻壓降影響,充分發揮氮化镓性能優勢并提高可靠性。同時晶片将功率走線和信号走線區分開,便于走線,進一步簡化電路設計。

傑華特JW1565采用WDFN6*8-8封裝,晶片底部為大面積散熱焊盤,有助于降低大功率輸出的溫升。适用于PD快充擴充卡以及寬範圍輸出的開關電源設計。

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US1K快恢複二極管,用于反激RCD吸收回路電壓鉗位。

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同步整流控制器同樣來自傑華特,型号JW7726B,支援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;具有快速關斷能力以便能相容CCM;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,支援高側和低側同步整流應用,使用靈活。

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傑華特JW7726B具有低靜态電流,輸出電壓檢測功能用于自動切換供電。當輸出電壓高于4.6V時,由輸出電壓供電,以降低穩壓器上的損耗。當輸出電壓低于4.5V時,由開關引腳供電。JW7726B采用SOT23-6封裝,外圍器件精簡。

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輸出同步整流管來自AOSMD,AONS62922,NMOS,耐壓120V,導阻7mΩ,DFN5*6封裝。

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用于回報調節輸出電壓的EL1018光耦。下方是兩顆串聯的Y電容。

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輸出濾波固态電容采用永銘VPX系列固态電容,耐壓25V,容量470μF,兩顆并聯。

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輸出協定晶片采用偉诠WT6615F。

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USB-C母座采用過孔焊接,黑色膠芯。

充電頭網總結

通過對傑華特65W合封氮化镓參考設計的觀察,JW1565合封氮化镓晶片大大簡化了充電器原邊的設計,将傳統多顆晶片的解決方案由一顆晶片解決。同時JW1565采用負壓電流采樣,驅動電壓更加精準,實作了65W精簡高效的氮化镓快充設計。

傑華特JW1565合封氮化镓晶片具有高內建度、小體積、低待機功耗以及高效率優勢,支援65-100W快充應用。可搭配多種協定晶片進行寬電壓範圍輸出,也可采用固定電壓輸出,搭配二次降壓電路,使用非常靈活。

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