PD快充的案例
RS瑞森半導(dǎo)體系列產(chǎn)品在PD快充上的應(yīng)用
PD快充，全稱又叫USB-PD，是由USB-IF組織制定的一種快速充電規(guī)范，是目前主流的快充協(xié)議之一，充電接口是以Type-C接口輸出的方式，但不能說有Type-C接口就一定支持USB-PD協(xié)議快充。
手機(jī)快速充電主要分為三大類：VOOC閃充快速充電技術(shù)、高通Quick Charge 2.0快速充電技術(shù)、聯(lián)發(fā)科Pump Express Plus快速充電技術(shù)。
一、產(chǎn)品應(yīng)用及優(yōu)勢(shì)
PD快充主要廣泛應(yīng)用于手機(jī)、平板電腦、多口充電器、車載充電器、移動(dòng)電源充電器、智能排插等設(shè)備中。
產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)：
1、充電速度給力：USB PD功率傳輸協(xié)議下，最高能夠擴(kuò)展為輸出電壓20V，輸出電流高達(dá)5A以上，也就是說電流傳輸可高達(dá)100W以上的大功率；
2、統(tǒng)一方便用戶使用：PD標(biāo)準(zhǔn)可支持5V、9V、12V、15V、20V等多檔電壓，并能夠根據(jù)手機(jī)、平板、筆記本等不同設(shè)備的需求來智能匹配電壓。
展開 GaN/氮化鎵65W（1A2C）PD快充電源方案
近期美闊電子推出了一款全新的氮化鎵65W（1A2C）PD快充充電器方案，該方案采用同系列控制單晶片：QR一次側(cè)控制IC驅(qū)動(dòng)MTCD-mode GaN FET(MGZ31N65-650V)、二次側(cè)同步整流控制IC及PD3.0協(xié)議IC)可達(dá)到最佳匹配。
GaN/氮化鎵作為第三代半導(dǎo)體材料經(jīng)常被用在PD快充里面；氮化鎵（GaN）擁有極高的穩(wěn)定性，將GaN用于充電器的整流管后，能降低開關(guān)損耗和驅(qū)動(dòng)損耗，提升開關(guān)頻率，附帶地降低廢熱的產(chǎn)生，進(jìn)而減小元器件的體積同時(shí)能提高效率。
一、方案概述：
尺寸設(shè)計(jì)：60mm*60mm*30mm
輸出規(guī)格：5V/3A, 9V/3A, 15V/3A, 20V/3.25A
輸入電壓：90-264 Vac @ 60/50Hz
輸出接口：USB-PD C型式,A型式
低待機(jī)功耗：空載損耗低于50mW
高效率：輸出20V重載時(shí)可達(dá)91.62%效率及功率密度可達(dá)1.5W/cm3
供電范圍：二次側(cè)同步整流控制IC及PD3.0協(xié)議IC
二、芯片特性：
MGZ31N65芯片內(nèi)部集成650V耐壓，250mΩ導(dǎo)阻的氮化鎵開關(guān)管；內(nèi)置驅(qū)動(dòng)器以及復(fù)雜的邏輯控制電路;支持輸出過壓保護(hù)，支持變壓器磁飽和保護(hù)，支持芯片供電過壓保護(hù)，支持過載保護(hù)，支持輸出電壓過壓保護(hù)，支持片內(nèi)過熱保護(hù)，支持電流取樣電阻開路保護(hù)，具有低啟動(dòng)電流。
展開 關(guān)注 | 極致小尺寸國內(nèi)首創(chuàng)，基本半導(dǎo)體推出PD快充用碳化硅二極管！
2020年，當(dāng)大部分快充電源廠商還在探索65W氮化鎵快充市場時(shí)，倍思開創(chuàng)性地推出了業(yè)界首款120W氮化鎵+碳化硅快充充電器。也正是這款產(chǎn)品，第一次將“碳化硅快充”從設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，開啟了碳化硅在快充領(lǐng)域商用的大門。
圖1：SMBF封裝碳化硅肖特基二極管
針對(duì)PD快充“小輕薄”的特點(diǎn)，碳化硅功率器件領(lǐng)先企業(yè)基本半導(dǎo)體在國內(nèi)率先推出SMBF封裝碳化硅肖特基二極管，該產(chǎn)品具有體積小、正向?qū)▔旱秃涂估擞磕芰?qiáng)等特點(diǎn)，能很好地滿足PD快充對(duì)器件的特殊需求。
圖2：基本半導(dǎo)體SMBF封裝碳化硅二極管發(fā)布會(huì)
更小體積
在PD這種極度緊湊的應(yīng)用中，PCB面積極其珍貴，超薄型PD快充通常優(yōu)先選擇厚度低于2mm的表貼器件。
展開 四川美闊推出：65W-1A2C接口氮化鎵（GaN)PD快充電源方案
65W快充是目前快充市場出貨的主流規(guī)格；氮化鎵具有高可靠性，能夠承受短時(shí)間過壓；將GaN用于充電器的整流管后，能降低開關(guān)損耗和驅(qū)動(dòng)損耗，提升開關(guān)頻率，附帶地降低廢熱的產(chǎn)生，進(jìn)而減小元器件的體積同時(shí)能提高效率。
近期美闊電子推出了一款全新的氮化鎵65W（1A2C）PD快充充電器方案，該方案采用同系列控制單晶片：QR一次側(cè)控制IC驅(qū)動(dòng)MTCD-mode GaN FET(MGZ31N65-650V)、二次側(cè)同步整流控制IC及PD3.0協(xié)議IC)可達(dá)到適優(yōu)匹配。
1A2C-65W氮化鎵（GaN）快充方案，快充方案支持90~264V寬輸入電壓，輸出支持5V/3A，9V/3A，12V/3A，15V/3A，20V/3.25A，內(nèi)置MGZ31N65-650V氮化鎵開關(guān)管；采用PD3.0協(xié)議IC。
該方案能夠有效降低寄生參數(shù)對(duì)高頻開關(guān)的影響，獲得更高的轉(zhuǎn)換效率和更優(yōu)秀的可靠性；實(shí)現(xiàn)“更高效率，更大功率，更小體積，更低發(fā)熱。”采用了智能溫控技術(shù)做到了“大功率下更小體積、更好溫控”支持多種充電模式，對(duì)不同的設(shè)備功率略有不同，USB-C接口實(shí)際較大輸出功率為65W。
展開 
MTC-PD65W1C-CTA1快充電源-使用MTC-650V Cascode D-GaN
本電源模塊是65W單一C界面，其輸出電壓由協(xié)議IC可以控制5V/3A, 9V/3A, 15V/3A, 20V/3.25A等電壓輸出，使用QR/DCM反馳式電路架構(gòu)于輸出20V重載時(shí)可達(dá)93%效率及功率密度可達(dá)1.5W/cm3，本系統(tǒng)采用同系列控制單晶片：QR一次側(cè)控制IC驅(qū)動(dòng)MTC D-mode GaN FET(MGZ31N65-650V)、二次側(cè)同步整流控制IC及PD3.0協(xié)議IC)可達(dá)到較佳匹配。
PCB 布局圖:
GaN/氮化鎵作為第三代半導(dǎo)體材料經(jīng)常被用在PD快充里面；氮化鎵（GaN）擁有極高的穩(wěn)定性，將GaN用于充電器的整流管后，能降低開關(guān)損耗和驅(qū)動(dòng)損耗，提升開關(guān)頻率，附帶地降低廢熱的產(chǎn)生，進(jìn)而減小元器件的體積同時(shí)能提高效率。
EMI濾波器(EMI小板) :
為了符合CISPR22B/EN55022的標(biāo)準(zhǔn)，需設(shè)計(jì)合適的濾波電路，例如共模電感(LM1/LM2)、X電容(CX1)、Y電容(CY1)、濾波電感(L1)且配合電流較佳回路達(dá)到較好的EMI效果，EMI小板設(shè)計(jì)主要是降低電磁干擾。
USB PD3.0 (協(xié)議小板) :
協(xié)議小板主要是采用協(xié)議芯片SC2151A設(shè)計(jì)，其由受電端發(fā)出電壓需求給協(xié)議IC后，控制主板改變輸出電壓，本協(xié)議必需符合 PD3.0之協(xié)議。
本協(xié)議芯片支持
-支援 DFP / UFP / DRP USB PD 3.0
-內(nèi)鍵PD 3.0協(xié)議
本報(bào)告內(nèi)容包括65W1C電氣規(guī)格、線路圖、BOM、主變壓器設(shè)計(jì)參數(shù)、線路布局，是效能量測(cè)及EMI測(cè)試結(jié)果。
展開 65W氮化鎵（GaN)充電頭PD快充方案
65W快充是目前快充市場出貨的主流規(guī)格；氮化鎵具有高可靠性，能夠承受短時(shí)間過壓；將GaN用于充電器的整流管后，能降低開關(guān)損耗和驅(qū)動(dòng)損耗，提升開關(guān)頻率，附帶地降低廢熱的產(chǎn)生，進(jìn)而減小元器件的體積同時(shí)能提高效率。
充電頭的工作原理：是將220v交流電轉(zhuǎn)化為直流電，在通過變頻的方式，將220V交流電變?yōu)?v直流電，從而為手機(jī)充電。上一代的充電頭材料是SI材料，現(xiàn)在更換為GAN材料。所以，氮化鎵充電頭，只是把以前的SI材料的充電頭中的SI材料，換為GAN。
因?yàn)楝F(xiàn)在科技更新越來越快，對(duì)于手機(jī)的依賴越來越高，同時(shí)電池的容量也越來越大，對(duì)于快速充電的需求也明顯加大，所以對(duì)于尋求新材料應(yīng)對(duì)如今快速充電也是急需面臨的事情。
推薦一款來自臺(tái)灣美祿的快充電源設(shè)計(jì)方案，本電源模塊是65W1A2C界面，其輸出電壓由協(xié)議IC可以控制5V/3A, 9V/3A, 15V/3A, 20V/3.25A等電壓輸出，使用QR/DCM反馳式電路架構(gòu)于輸出20V重載時(shí)可達(dá)91.62%效率及功率密度可達(dá)1.5W/cm3，本系統(tǒng)采用同系列控制單晶片：QR一次側(cè)控制IC驅(qū)動(dòng)MTC D-mode GaN FET(MGZ31N65-650V)、二次側(cè)同步整流控制IC及PD3.0協(xié)議IC)可達(dá)到較佳匹配。
該方案能夠有效降低寄生參數(shù)對(duì)高頻開關(guān)的影響，獲得更高的轉(zhuǎn)換效率和更優(yōu)秀的可靠性；實(shí)現(xiàn)“更高效率，更大功率，更小體積，更低發(fā)熱?！辈捎昧酥悄軠乜丶夹g(shù)做到了“大功率下更小體積、更好溫控”支持多種充電模式，對(duì)不同的設(shè)備功率略有不同，USB-C接口實(shí)際較大輸出功率為65W。
展開 不同快充方案的技術(shù)對(duì)比
不過，USB PD協(xié)議也帶來了一個(gè)好處，就是統(tǒng)一了快充的協(xié)議。例如iPhone 在8系列以后支持了PD協(xié)議，可通過PD充電頭實(shí)現(xiàn)峰值19W的快速充電。USB PD協(xié)議發(fā)展到第三代，最高已經(jīng)可實(shí)現(xiàn)100w的充電功率，不僅應(yīng)用在手機(jī)上，還應(yīng)用在電腦，平板等。
作為快充協(xié)議，PD協(xié)議還有著天然的優(yōu)勢(shì)，PD標(biāo)準(zhǔn)可支持5V、9V、12V、15V、20V等多檔電壓，并能夠根據(jù)手機(jī)、平板、筆記本等不同設(shè)備的需求來智能匹配電壓。也就是說，你只要帶上一個(gè)PD快充頭，就可以給你的多部支持PD快充協(xié)議的設(shè)備進(jìn)行充電，這也是其他快充協(xié)議所無法比擬的。
第三方廠商有望解決協(xié)議亂的問題？！
看完前面的內(nèi)容你會(huì)發(fā)現(xiàn)，雖然市面流通的快充標(biāo)準(zhǔn)大致可分為“高壓低電量、低壓高電流和同步提供電壓電流”三大派系。
但各個(gè)細(xì)分協(xié)議之間又在兼容性上有所差異，導(dǎo)致我們很難找到有哪家手機(jī)廠商會(huì)推出同時(shí)兼任多個(gè)快充協(xié)議的產(chǎn)品。但是，這個(gè)格局實(shí)際正在被第三方方案供應(yīng)商所打破。
據(jù)悉，已有多家國內(nèi)電源IC芯片公司擁有相關(guān)的應(yīng)用方案，而這些所謂的國產(chǎn)產(chǎn)品卻從很大程度上解決了當(dāng)下市場中兩大問題：
1、可適配的快充標(biāo)準(zhǔn)廣泛，并可支持如SuperCharge、PD、VOVC等最新功率更高的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)；2、伴隨支持不同的協(xié)議，這些解決方案也同時(shí)可應(yīng)用在充電寶、充電器和車載充電等不同細(xì)分領(lǐng)域之中。
另外，以往許多第三方廠商之所謂不愿意過多涉獵快充類產(chǎn)品，更主要的原因還是因支持快充的IC成本太高，導(dǎo)致產(chǎn)品價(jià)格較貴甚至賣不動(dòng)。但最新一輪的方案迭代之后，快充成本太高已經(jīng)可以說不是問題了。
展開 氮化鎵半導(dǎo)體材料在5G時(shí)代的應(yīng)用前景
快充類手機(jī)需求旺盛
隨著電子產(chǎn)品的屏幕越來越大，充電器的功率也隨之增大，尤其是對(duì)于大功率的快充充電器，使用傳統(tǒng)的功率開關(guān)無法改變充電器的現(xiàn)狀。而GaN技術(shù)可以做到，因?yàn)樗悄壳叭蜃羁斓墓β书_關(guān)器件，并且可以在高速開關(guān)的情況下仍保持高效率水平，能夠應(yīng)用于更小的元件，應(yīng)用于充電器時(shí)可以有效縮小產(chǎn)品尺寸，比如使目前的典型45W適配器設(shè)計(jì)可以采用25W或更小的外形設(shè)計(jì)。氮化鎵充電器可謂吸引了全球眼球，高速高頻高效讓大功率USB PD充電器不再是龐大笨重，小巧的體積一樣可以實(shí)現(xiàn)大功率輸出。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，許多主流的手機(jī)廠商都已將USB PD快充協(xié)議納入到了手機(jī)的充電配置。USB PD快充的手機(jī)已經(jīng)多達(dá)52款型號(hào)和覆蓋15個(gè)品牌，其中不乏蘋果、華為、小米、三星等一線大廠品牌。USB PD快充將成為目前手機(jī)、游戲機(jī)、筆記本電腦等電子設(shè)備的首選充電方案。
現(xiàn)下，5G商用，消費(fèi)類電源快充快速普及，氮化鎵在這些領(lǐng)域都有著較為廣闊的應(yīng)用前景，氮化鎵未來可期。
參考資料：
周國強(qiáng).射頻氮化鎵GaN技術(shù)及其應(yīng)用
充電頭網(wǎng)站.5G、快充等市場爆發(fā)，氮化鎵商用進(jìn)入快車道
陳欣.氮化鎵半導(dǎo)體材料發(fā)展現(xiàn)狀
來源：粉體網(wǎng)
展開 GaN快充達(dá)到甜蜜點(diǎn)，中低壓市場迎來更多殺手級(jí)應(yīng)用
而2020年全球PD快充GaN功率器件器件市場規(guī)模超過3億元，預(yù)計(jì)到2025年市場規(guī)模將超過82億元，年均復(fù)合增長率90%。
此前Yole預(yù)測(cè)，至2024年GaN電源市場CAGR可高達(dá)85%，
集微咨詢（JW insights）認(rèn)為，從當(dāng)前的情況來看，GaN功率器件器件在PD快充領(lǐng)域的實(shí)際滲透速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于預(yù)期。
OPPO在今年7月舉行的閃充開放日交流活動(dòng)上，首次將低壓GaN應(yīng)用在了手機(jī)內(nèi)部電路上，用一顆GaN開關(guān)管取代兩顆串聯(lián)的硅MOSFET，實(shí)現(xiàn)快充充電的路徑管理。隨著GaN的大規(guī)模生產(chǎn)，成本進(jìn)一步降低，低壓GaN應(yīng)用市場還將進(jìn)一步拓寬，更多使用傳統(tǒng)硅器件的場合，如電腦主板、筆記本主板上面的核心供電、車載充電器、逆變器等，內(nèi)部的硅器件將被GaN所取代，獲得更輕更小的產(chǎn)品體驗(yàn)。
展開 應(yīng)用在LCD顯示器電源插頭里的氮化鎵（GaN)MTC-65W1C
GaN/氮化鎵 - MTC-65W1C，本電源模組是65W單一C介面，其輸出電壓由協(xié)議IC可以控制5V/3A, 9V/3A, 15V/3A, 20V/3.25A等電壓輸出，使用QR/DCM反馳式電路架構(gòu)于輸出20V重載時(shí)可達(dá)93%效率及功率密度可達(dá)1.5W/cm3，本系統(tǒng)采用同系列控制單晶片：QR一次側(cè)控制IC驅(qū)動(dòng)MTC D-mode GaN FET(MGZ31N65-650V)、二次側(cè)同步整流控制IC及PD3.0協(xié)議IC)可達(dá)到較佳匹配。
GaN/氮化鎵 - MTC-65W1C優(yōu)勢(shì)：
返馳式穀底偵測(cè)減少開關(guān)損失
輕載Burst Mode增加效率
較佳效能可達(dá)93%
空載損耗低于50mW
控制IC可支持頻率高達(dá)160 kHz
系統(tǒng)頻率有Jitter降低EMI干擾
控制IC可直接驅(qū)動(dòng)GaN
進(jìn)階保護(hù)功能如下：
(1) VDD過電壓及欠電壓保護(hù)
(2) 導(dǎo)通時(shí)較大峰值電流保護(hù)
(3) 輸出過電壓保護(hù)
(4) 輸出短路保護(hù)
可輸出65W功率
GaN/氮化鎵作為第三代半導(dǎo)體材料經(jīng)常被用在PD快充里面；氮化鎵（GaN）擁有極高的穩(wěn)定性，將GaN用于充電器的整流管后，能降低開關(guān)損耗和驅(qū)動(dòng)損耗，提升開關(guān)頻率，附帶地降低廢熱的產(chǎn)生，進(jìn)而減小元器件的體積同時(shí)能提高效率。
臺(tái)灣美祿在GaN/氮化鎵領(lǐng)域頗有建樹，技術(shù)以及產(chǎn)品方面已經(jīng)很完善，如果想了解更多GaN/氮化鎵的技術(shù)資料，歡迎致電聯(lián)系：133 9280 5792(微信同號(hào))
展開 市場 | 中國第三代半導(dǎo)體傳來最強(qiáng)音
經(jīng)過幾年發(fā)展，第三代半導(dǎo)體器件已經(jīng)迅速進(jìn)入了新能源汽車、光伏逆變、5G基站、PD快充等應(yīng)用領(lǐng)域，市場迅猛增長，行業(yè)競爭日趨激烈。
為了迎合市場需求，爭奪未來幾年的關(guān)鍵競爭位置，國內(nèi)主流企業(yè)在產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和市場等多方面加強(qiáng)布局。其中尤以產(chǎn)能擴(kuò)充為主要特征，天科合達(dá)、同光晶體、納維科技、泰科天潤、中電科55所、三安光電、世紀(jì)金光、基本半導(dǎo)體、英諾賽科等紛紛擴(kuò)產(chǎn)，預(yù)示著國內(nèi)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)開始進(jìn)入擴(kuò)張期。
與此同時(shí)，傳統(tǒng)半導(dǎo)體企業(yè)依托資金、技術(shù)、渠道以及商業(yè)模式的優(yōu)勢(shì)，積極布局第三代半導(dǎo)體，謀求更多的利潤增長點(diǎn)，代表企業(yè)有華潤微、聞泰科技、斯達(dá)半導(dǎo)體、比亞迪、賽微電子、露笑科技、新潔能等。
來源：內(nèi)容來自網(wǎng)絡(luò)整理，謝謝。
展開 
超暴力拆解小米120W氮化鎵充電器：支離破碎中尋找國產(chǎn)芯
英集芯USB PD協(xié)議芯片（IP2729），內(nèi)置集成了USB PD、QC3.0快充以及小米120W秒充協(xié)議，功能十分強(qiáng)大。不過這個(gè)最大的120W功率輸出只能基于小米私有協(xié)議，也就是說，其它的手機(jī)或者設(shè)備在使用USP PD快充協(xié)議下最大功率只有65W。
威兆半導(dǎo)體的輸出VBUS開關(guān)管（VS3698AE），NMOS，耐壓30V，導(dǎo)阻3mΩ。
然后再來看平面變壓器小板上的一些元器件。
一顆納微半導(dǎo)體的氮化鎵開關(guān)管（NV6134）；
MPS的同步整流控制器（MP6908A），最高工作頻率600KHz，支持DCM，CCM和QR以及ACF工作模式，支持標(biāo)準(zhǔn)電壓和邏輯電壓驅(qū)動(dòng)的同步整流管。同步整流管同樣是威兆半導(dǎo)體的NMOS（VSP003N10H） ，支持10V邏輯電壓驅(qū)動(dòng)，耐壓100V，導(dǎo)阻3.8mΩ。看來國產(chǎn)的功率器件在消費(fèi)品上很突出。
關(guān)于小米120W氮化鎵充電器的BOM大致如下，有需要的可以參考。
小結(jié)
拆解完小米的120W氮化鎵充電器，整體而言，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，得益于對(duì)于平面變壓器的應(yīng)用，內(nèi)部元器件排布非常密集，空間利用率高，除了兩顆納微半導(dǎo)體的氮化鎵功率芯片以及MPS的同步整流控制器，其它像協(xié)議芯片，MOS管等都用了國產(chǎn)芯片來實(shí)現(xiàn)，看來在消費(fèi)電子領(lǐng)域，國產(chǎn)器件的平替沒什么問題。
展開 2021技術(shù)風(fēng)向？意法半導(dǎo)體、三安、泰科天潤、納微、瀚薪…最新發(fā)布
據(jù)介紹，該產(chǎn)品具有體積小、正向?qū)▔旱秃涂估擞磕芰?qiáng)等特點(diǎn)，能很好地滿足PD快充對(duì)器件的特殊需求。其最大的優(yōu)點(diǎn)是在PCB上的占用面積小，僅為19mm2，其長寬高分別為5.3mm*3.6mm*1.35mm，比SMB封裝（厚度2.3mm）更薄，比DFN系列和TO-252封裝面積更小。
基于不同功率的需求，客戶可以靈活地選用3A/4A的器件，或者并聯(lián)使用（碳化硅肖特基二極管的VF為正溫度系數(shù)，適合并聯(lián)）?？偟膩碚f，從厚度以及PCB占用面積來看，SMBF的尺寸更契合PD“小輕薄”的特點(diǎn)。
瀚薪
這次展會(huì)，
瀚薪
展示了車規(guī)級(jí)650V/1200V/1700系列碳化硅肖特基二極管，這些產(chǎn)品均已規(guī)模量產(chǎn)，且已全部通過車規(guī)級(jí)認(rèn)證。
另外，瀚薪還展示了基于JBS/MPS結(jié)構(gòu)的肖特基二極管，該產(chǎn)品兼具175 °C的結(jié)溫能力和更高的抗浪涌電流能力，已廣泛應(yīng)用于服務(wù)器電源、通信電源以及開關(guān)電源等產(chǎn)品。而3300V 系列產(chǎn)品正在認(rèn)證測(cè)試過程中，預(yù)計(jì)今年上半年正式車規(guī)級(jí)量產(chǎn)。
瀚薪表示，在SiC功率模塊上則堅(jiān)持IDM，依托全自主研發(fā)芯片，從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)均在自家工廠完成。截至目前已能規(guī)模量產(chǎn)用于新能源汽車主逆變器的1200V 600A/700A的三相全橋模塊、62mm工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)模塊以及用途廣泛的EasyPACK模塊等產(chǎn)品。
展開 智芯研報(bào) | GaN電力電子器件的現(xiàn)在與未來
從2018年開始，GaN技術(shù)開始在快充產(chǎn)品中應(yīng)用，并在隨后的兩年中迅速成為主流，引領(lǐng)了快充市場新風(fēng)向。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前為止,國內(nèi)外至少有60家生產(chǎn)制造GaN快充產(chǎn)品的廠商，可提供的GaN PD快充產(chǎn)品超過100款，無論是從廠家數(shù)量還是產(chǎn)品種類方面相比2019年底都有了翻倍的增長。市面上GaN快充產(chǎn)品大部分功率在30W-100W，能滿足大部分的手機(jī)、平板電腦的充電功率需求。
GaN電力電子器件具有更高的功率密度，采用GaN的充電器體積?。▋H為原來的1/4）、重量輕、轉(zhuǎn)換效率高、發(fā)熱低、安全性強(qiáng)，較普通充電器有顯著優(yōu)勢(shì)。根據(jù)內(nèi)部電路架構(gòu)的不同，約使用1-2顆的GaN電力電子器件，平均轉(zhuǎn)換效率約能達(dá)到90%左右。
Navitas GaN 單管應(yīng)用舉例
GaN電力電子器件目前雖然被大眾熟知的基本只有快充領(lǐng)域，但實(shí)際上其早就在工業(yè)電源領(lǐng)域有了一定的應(yīng)用，但之前由于成本偏高，在消費(fèi)領(lǐng)域沒有太多推廣。隨著GaN-on-Si電力電子器件成本的下降，下游應(yīng)用廠家及配套企業(yè)開始積極布局GaN快充市場。但隨著近兩年來國內(nèi)外產(chǎn)線產(chǎn)能的不斷擴(kuò)大，制造技術(shù)的逐漸成熟，GaN電力電子器件的成本已經(jīng)達(dá)到了廠商采購的甜蜜點(diǎn)。從IDM廠商給出的生產(chǎn)成本來看，目前GaN電力電子器件成本已經(jīng)接近Si。
據(jù)Gartner數(shù)據(jù)，全球智能設(shè)備年均新增出貨量超 20 億臺(tái)，隨著GaN在該市場的滲透提速，未來幾年消費(fèi)類電源快充市場將成為GaN電力電子最大的推動(dòng)力。
不僅僅是手機(jī)快充，GaN未來幾乎可以應(yīng)用于所有的消費(fèi)類電源模塊市場，如白家電、3c產(chǎn)品，可以想象到未來市場有多么巨大。
展開 為啥不能統(tǒng)一充電協(xié)議？手機(jī)不配充電器真的是好事兒嗎？
由于受限于專利問題，之后華為就通過自研SCP協(xié)議，從FCP的高電壓低電流過渡到了高電流低電壓，不管是后期的40W超級(jí)快充還是截止到目前的66W充電頭，也因同樣采用“電荷泵”技術(shù)，充電效率得到提升。
三星充電器其實(shí)很早就支持快充了 圖源：充電頭網(wǎng)
三星手機(jī)的充電協(xié)議可以用“混亂”來形容，早期采用自家高壓低流的AFC協(xié)議，之后兼容QC2.0，隨后又取消了，之后又經(jīng)過了一段“復(fù)雜”調(diào)整期，干脆在最新旗艦上直接用了“公有”PPS協(xié)議。
簡單來講，PPS協(xié)議是2017 年 USB-IF 標(biāo)準(zhǔn)化組織在 USB PD 3.0 標(biāo)準(zhǔn)中可編程電源（Programmable Power Supply）協(xié)議的縮寫。要支持此項(xiàng)協(xié)議，必須要支持PD3.0，這就有點(diǎn)“半公開”意思，而且有組織背書以及高通支持，加上能“動(dòng)態(tài)”調(diào)整電壓/電流，就能更好地提升充電效率還不易發(fā)熱。
此外因?yàn)镻PS目前仍然在發(fā)展階段，所以采用的廠商并不多，不過PPS協(xié)議充電器相對(duì)于前邊幾款“私有協(xié)議”來講，其對(duì)于QC/PD 的良好兼容，還是獲得了部分廠商認(rèn)可。
安卓手機(jī)廠商的大功率充電器，基本是“私有”協(xié)議。
蘋果充電協(xié)議最“開放”
有“私有”就有“公有”。
其中兼容性最為“廣泛”的就是USB-PD 協(xié)議，它是由USB-IF 標(biāo)準(zhǔn)化組織更新并負(fù)責(zé)發(fā)布，其中谷歌、蘋果、高通都是其會(huì)員，而PD協(xié)議也是蘋果“唯一”認(rèn)證的快充協(xié)議，目前PD3.0協(xié)議已經(jīng)到100W，也向下有很好的兼容性。
而高通的QC協(xié)議也是“公有協(xié)議”，比如最新的QC5就基于PPS，通過動(dòng)態(tài)調(diào)整可以實(shí)現(xiàn)100W以上的功率，向下兼容性也比較好。
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