天天看點

研吉帶來高性能200W氮化镓快充方案,采用HR1211二合一控制器

氮化镓快充經過多年來的發展,已經從65W單口發展到100W多個輸出口,輸出功率不斷增大的同時,接口也越來越多,可以同時為手機和筆記本充電。但是100W的充電器,輸出功率實在有限,隻能為單台筆記本快充,制約了使用體驗。

研吉電子推出了一款輸出功率達200W,具備三個USB-C輸出口的氮化镓快充電源方案。通過使用MPS的HR1211控制器方案,搭配四顆GaN Systems氮化镓開關管,以及泰科天潤碳化矽二極管,組成大功率LLC開關電源,并使用MPS同步降壓控制器搭配耕源CY2332協定晶片進行獨立的接口輸出控制。

研吉電子推出的200W氮化镓快充方案,任意單口均可輸出100W,多口輸出時功率智能配置設定,無需外置單片機進行功率配置設定,電路更加簡潔。得益于使用了高性能的PFC+LLC電源方案,以及使用了氮化镓開關管,電源方案的尺寸僅為95*22*55mm,方案重量為150克,闆端功率密度達到了1.74W/cm 。

一、研吉電子200W氮化镓快充方案外觀

研吉帶來高性能200W氮化镓快充方案,采用HR1211二合一控制器

研吉電子200W氮化镓快充方案采用PFC+LLC架構,輸出固定直流電,搭配三路獨立的同步整流以及協定晶片,實作任意接口100W輸出。

研吉帶來高性能200W氮化镓快充方案,采用HR1211二合一控制器

電源方案采用五塊小闆和一塊大闆組合的焊接方式,輸入端小闆焊接EMI濾波電路,右側小闆為HR1211二合一控制器,左下三塊小闆為獨立降壓輸出。

研吉帶來高性能200W氮化镓快充方案,采用HR1211二合一控制器

背面是PFC升壓電路、次級同步整流電路以及兩顆輸入整流橋。

研吉帶來高性能200W氮化镓快充方案,采用HR1211二合一控制器

電源側面依次是電解電容,PFC升壓電感,濾波電感以及輸入EMI濾波小闆。

研吉帶來高性能200W氮化镓快充方案,采用HR1211二合一控制器

輸出側是三路相同的降壓協定小闆,濾波固态電容以及變壓器。

研吉帶來高性能200W氮化镓快充方案,采用HR1211二合一控制器

側面小闆焊接MPS HR1211 PFC+LLC控制器。

研吉帶來高性能200W氮化镓快充方案,采用HR1211二合一控制器

輸出小闆上焊接MPS MP9928同步整流降壓控制器和耕源CY2332協定晶片。

研吉帶來高性能200W氮化镓快充方案,采用HR1211二合一控制器

使用遊标卡尺測得電源長度約為95mm。

研吉帶來高性能200W氮化镓快充方案,采用HR1211二合一控制器

寬度約為55mm。

研吉帶來高性能200W氮化镓快充方案,采用HR1211二合一控制器

厚度約為22mm。

研吉帶來高性能200W氮化镓快充方案,采用HR1211二合一控制器

測得重量為150.7g。

研吉帶來高性能200W氮化镓快充方案,采用HR1211二合一控制器

電源正面元件布局合理緊湊,電源路徑條理清晰。初次級電路之間開槽,用于放置隔離闆。

研吉帶來高性能200W氮化镓快充方案,采用HR1211二合一控制器

與蘋果140W氮化镓電源體積對比,研吉200W電源方案較為修長。

二、研吉電子200W氮化镓快充方案解析

研吉電子200W氮化镓快充方案使用MPS HR1211進行PFC和LLC控制,其中HR1211内置的PFC支援CCM模式,使用碳化矽二極管降低反向恢複帶來的損耗。同時在PFC和LLC級均使用GaN Systems的氮化镓開關管,顯著提升電源開關頻率,進而縮小體積。

研吉帶來高性能200W氮化镓快充方案,采用HR1211二合一控制器

電源輸入端使用兩顆整流橋,半橋接法分攤發熱,降低局部溫升。

研吉帶來高性能200W氮化镓快充方案,采用HR1211二合一控制器

開關電源初級采用MPS HR1211 控制器,這款控制器内部內建多模式PFC控制器和LLC控制器。PFC控制器支援重載下CCM運作模式和輕載下DCM模式,LLC級采用電流模式控制,可實作電源的高穩定性和快速響應。

HR1211采用數字環路控制,晶片參數可靈活配置,并且支援密碼保護加密,具有寬泛的适用性和加強的安全性。

研吉帶來高性能200W氮化镓快充方案,采用HR1211二合一控制器

PFC升壓開關管采用GaN Systems GS-065-011-1-L,絲印GS6511-1L。這是一顆650V耐壓的氮化镓器件,導阻150mΩ,采用DFN5*6封裝。這裡使用兩顆并聯用于分攤發熱,降低溫升。

研吉帶來高性能200W氮化镓快充方案,采用HR1211二合一控制器

PFC升壓碳化矽二極管采用泰科天潤 G5S06506QT 碳化矽二極管,耐壓650V,采用DFN8*8封裝,最高工作溫度150℃。

研吉帶來高性能200W氮化镓快充方案,采用HR1211二合一控制器

用于PFC旁路的二極管,在上電時為電解電容充電。

研吉帶來高性能200W氮化镓快充方案,采用HR1211二合一控制器

LLC開關管與PFC開關管同一型号,均為GaN Systems GS-065-011-1-L。

研吉帶來高性能200W氮化镓快充方案,采用HR1211二合一控制器

次級同步整流控制器采用MPS MP6925,支援雙路LLC同步整流,具有更強的抗幹擾能力和快速關斷功能,支援CCM和DCM工作模式。

研吉帶來高性能200W氮化镓快充方案,采用HR1211二合一控制器

同步整流管采用恒泰柯 GN053N06SL NMOS,耐壓60V,導阻5.3mΩ,采用DFN5*6封裝。使用兩顆用于LLC同步整流。

研吉帶來高性能200W氮化镓快充方案,采用HR1211二合一控制器

光耦來自CT Micro,CT1019,用于輸出電壓回報。

研吉帶來高性能200W氮化镓快充方案,采用HR1211二合一控制器

輸出濾波電容使用兩顆820μF 25V固态電容并聯。

研吉帶來高性能200W氮化镓快充方案,采用HR1211二合一控制器

輸出采用MPS MP9928同步整流控制器,由協定晶片控制實作USB PD寬電壓輸出。

研吉帶來高性能200W氮化镓快充方案,采用HR1211二合一控制器

協定晶片采用耕源CY2332,是一顆用于USB-C接口的控制器,具有GPIO引腳,可配置多顆晶片通信,無需外置單片機即可實作多口輸出自動降功率。

研吉帶來高性能200W氮化镓快充方案,采用HR1211二合一控制器

輸出VBUS開關管,英飛淩BSC0703LS,耐壓60V,導阻6.5mΩ,采用DFN5*6封裝。

研吉帶來高性能200W氮化镓快充方案,采用HR1211二合一控制器

USB-C母座采用過孔焊接,十分牢靠。

充電頭網總結

研吉電子推出的200W氮化镓快充方案,使用了高內建MPS電源主要,搭配GaN Systems氮化镓開關管。通過高性能電源架構以及第三代半導體器件的應用,大幅縮小了電源體積。同時高內建度的協定方案,無需協同使用單片機,避免長短料問題。

研吉電子以客戶為中心,提供專業的電源解決方案及一站式物料供應。研吉電子具有雄厚的研發能力,可大幅縮短電源産品研發周期,搶占先機。

繼續閱讀