說起氮化镓功率器件，主流的解決方式就是單管和合封，氮化镓單管搭配專門優化的控制器，在反激架構的快充中得到了廣泛的應用。但在大功率的電源中，通常使用較高頻率來縮小變壓器的體積，相應的，合封氮化镓功率晶片由于内置驅動器，在高頻下應用簡單的優勢，也常被大部分的高頻開關電源中使用。
泰高技術是世界上第一家同時具備氮化镓（GaN）、碳化矽（SiC） 及砷化镓(GaAs) 晶片工藝技術創新解決方案的公司，泰高技術的研發團隊源于國際整流器公司（IR)，早在 2010 年就承繼 IR 處于國際領先的氮化镓成果持續研制并銷售先進氮化镓晶片。
泰高技術擁有十餘年氮化镓晶片研發經驗，所研發的氮化镓晶片已經被超過60家歐美國際大公司廣泛采用。泰高技術的全球設計中心位于美國芝加哥（Chicago），以及印度加爾各答（Kolkata）擁有研發設計分部，全球研發人員超過 50 位，其中超過80%的研發都具有擁有博士學位。
泰高技術針對百瓦級電源市場推出了210W氮化镓電源模組方案，其基于PFC+LLC電路拓撲進行設計，采用了泰高四顆TP44200NM氮化镓器件，整個DEMO三維僅70*46*31.5mm，功率密度高達2.07W/cm ，實作了高效率、高功率密度、低溫度的良好應用。
下面就随充電頭網一起來看看泰高技術這套電源解決方案具體如何設計，以及測試結果表現如何。
一、泰高技術210W氮化镓電源方案外觀
泰高技術210W氮化镓快充方案采用PFC+LLC架構，固定電壓輸出，适用于筆記本電腦供電、工業電源、差旅排插等用途，還可搭配二次降壓用于多口PD3.1 / PD3.0 快充充電器。
電源子產品采用四塊PCB闆組合的焊接方式，對角兩塊小闆連接配接支撐上下兩塊大闆。
使用遊标卡尺測得子產品長度為70.05mm。
寬度為45.94mm。
厚度為31.51mm。通過三維算得子產品體積約為101.4cm ，功率密度為2.07W/cm 。
子產品拿在手上的大小直覺感受。
另外測得重量約為156g。
二、泰高技術210W氮化镓電源方案解析
輸入端小闆一覽，右側焊接EMI濾波電路的器件，左側設有同步整流電路以及固态濾波電容。
延時保險絲5A 250V。
10D561K壓敏電阻。
共模電感雙線繞制，濾除EMI幹擾。
安規X電容容量0.68μF。
另一顆共模電感特寫。
子產品一端可以看到紅色薄膜濾波電容、PFC升壓電感，PFC升壓電感上貼有兩塊導熱墊，導熱墊右側是整流橋。
整流橋采用沃爾德WRLSB80M，使用兩顆均攤溫升。這顆軟橋通過較軟的恢複曲線，比較平滑的關斷特性，可以降低二極管結電容達到非常少的諧波振蕩産生的效果。選用的LSB封裝，擁有良好的散熱特性，幫助中大瓦數擴充卡提升可靠性，單顆可做60W+。
另一塊闆子左右兩側分别設有PFC升壓電路和LLC開關電源初級側相關控制器和合封氮化镓晶片。
PFC升壓控制器采用TI德州儀器UCC28056，具有超低空載損耗，在負載範圍内提供出色的效率，符合IEC61000-3-2電流諧波标準的要求。
PFC升壓開關管采用兩顆泰高技術TP4420DNM去均攤溫升。泰高技術的氮化镓功率晶片TP44200NM，作為一款額定電壓650V的大功率Superior GaN功率晶片，能滿足中功率移動裝置和消費類電力電子市場的需求，加速淘汰低速開關頻率的傳統矽晶片，搶占中功率充電市場。
這款180mΩ TP44200NM采用5*7mm小型PQFN封裝，擁有專利的內建散熱技術，适用于高效率，高功率密度的電源系統，其産品的電流承載能力提高了50％。
Superior GaN功率晶片內建了GaN Mosfet與GaN驅動器與保護控制功能，實作了使用簡單，體積小，速度快，較高功率的性能。TP44200NM 與競争對手的解決方案不同，不需要額外設計9V~30V電源單獨給GaN Mosfet内部的GaN驅動器供電，這樣就能替工程師省去麻煩。
泰科天潤G5S6506Z 650V/6A碳化矽肖特基功率二極管，DFN5*6封裝，最高工作溫度175℃，用于PFC升壓整流。
LLC控制器采用TI德州儀器UCC256404，是一顆具有超低功耗、超靜音待機運作和高電壓啟動功能的LLC諧振控制器，專門設計用于與PFC控制器配對使用，以使用最少的外部元件提供完整的電源系統。
針對LLC架構的設計，LLC半橋開關管也是采用兩顆泰高TP44200NM氮化镓器件，TP44200NM也不需要像競争對手需要額外增加GaN Mosfet半橋驅動晶片去配合。TP44200NM的創新設計對主要晶片限制就大大減低，這樣的設計對于工程師大大降低的設計困難，以提高産品可靠性。
貼片Y電容來自特銳祥，型号TMY1222M，具有體積小、重量輕等特色，非常适合應用于氮化镓快充這類高密度電源産品中。
同步整流控制器采用安森美NCP4306，支援CCM、DCM和QR工作模式，适用于反激或LLC應用。
四顆同步整流管均采用維安040N08HS，DFN5*6貼片封裝。
兩顆25V 680μF固态電容，用于同步整流輸出濾波。
子產品一側中間設有高壓濾波電解電容，對應闆子區域镂空以降低子產品厚度，左側連接配接小闆套有絕緣管。
高壓濾波電解電容為ketucon品牌，包裹高溫膠帶絕緣，規格為420V 120μF。
另一端設有諧振電容和諧振電感。
諧振電容來自JURCC捷威電子，333J1KVDC。
另一側則設有供電電容和變壓器，變壓器上也貼有導熱墊。
PWM主要晶片供電電容規格為25V 220μF。
三、泰高技術210W氮化镓電源方案部分測試資料
泰高技術210W氮化镓電源子產品能夠滿載工作在 90V-264V 範圍的工作條件下，闆上輸出空載電壓範圍為 21.21-21.23V，輸出負載電壓範圍為 21.20-21.21V，輸出電壓随負載變化輕微，有良好的電壓調整率。
210W氮化镓電源子產品可透過回報電阻的修改，最大能輸出29V電壓，還可搭配二次降壓用于多口PD3.1 快充充電器。
在輸入電壓為110Vac環境下滿載輸出，測得紋波噪聲為180mV。
在輸入電壓為220Vac環境下滿載輸出，測得紋波噪聲為196mV，占比0.93%具有良好的名額。
小結：1、在 90Vac輸入電壓範圍内，滿負載輸出效率于 93.4%；其中 220Vac 輸入，滿負載輸出效率為 95.6%。 2、最大待機功耗低于 150mW，符合能效六級的應用要求。
測試條件：不同電壓輸入，滿載輸出，室内環境 15℃測試，老化 60 分鐘。
小結：1、泰高技術210W氮化镓快充子產品在 90V 輸入環境下，滿載輸出條件下 60 分鐘，PFC 驅動氮化镓 TP44200NM 溫度為 83.1℃；LLC 驅動氮化镓 TP44200NM 溫度 93℃； LLC 變壓器溫度為 80.1℃；輸出同步整流管溫度為 82.7℃。
2、在 220V 輸入環境下，滿載輸出條件下 60 分鐘，PFC 驅動氮化镓 TP44200NM 溫度為 80.6℃；LLC 驅動氮化镓 TP44200NM 溫度 89.3℃；LLC 變壓器溫度為 97.4℃；輸出同步整流管溫度為 75.7℃。
對于從事電力電子設計的工程師而言，TP44200NM Superior GaN氮化镓功率晶片為100W-240W應用提供了更佳的産品設計思路，如電腦一體機，電視，遊戲機，電動滑闆車，電動自行車等電動交通工具的充電器，遊戲筆記本電腦等其他裝置的充電器等。TP44200NM現已大批量生産，可立即從泰高技術的經銷合作夥伴處訂購。
泰高技術研發團隊緻力于開發寬禁帶技術的颠覆性解決方案，擁有衆多創新專利技術、晶片 IP 以及自有知識産權的測試裝置，能顯著降低用戶端系統級解決方案的複雜性、 體積、重量和功耗等相關問題。
由于中美貿易持續摩擦并無法短期獲得解決， 晶片的國産平替被提到了國家戰略的高度，泰高技術做為一家國産氮化镓功率器件公司，緻力于共同推動國産晶片産業發展；加速于國産功率晶片平替海外功率晶片布局。泰高技術的氮化镓電源解決方案的器件選型已承諾客戶往100%國産優化；避免客戶購買非國産晶片而發生數量短缺、價格上漲甚至市場崩潰的情況。
“泰高, 讓設計變簡單“是泰高技術的理想，我們緻力于通過精巧的布局，使得工程師更加便捷設計，讓産品更經濟實用且可靠，并且我們的 Superior GaN 技術為更高效、更小、更可靠的全新解決方案帶來更多可能。
充電頭網總結
傳統百瓦級電源體積大、笨重，不僅占空間，外帶更是折磨人。泰高技術這套基于自家四顆TP44200NM Superior GaN功率晶片設計的電源方案，充分發揮了氮化镓的優點，将輸出功率做到210W的同時，實作了子產品的小型化，兼具小巧與高功率，完美解決傳統百瓦級電源大而重兩大痛點。
泰高技術的 210W 氮化镓電源子產品參考設計，使用的是PFC+LLC 的高效架構，控制器采用的是知名大廠 TI 德州儀器的UCC28056及UCC256404，搭配泰高TP44200NM氮化镓器件，可以獲得高轉換效率(95%@110Vac & 95.6% @220Vac，滿負載狀态），能降低電源産品的散熱需求而減輕産品重量。泰高技術的營運官說明在3月底前會推出100W/150W/240W的多口充電器解決方案，屆時這些方案已聯合其他國産品牌晶片共同推出。
此外不局限于百瓦級直流電源輸出，這款電源參考設計還可根據客戶需求，在輸出端靈活設計二次降壓電路，實作多種接口以及不同電壓輸出支援，滿足靈活/可靠性/個性化需求。