65W快充方案
關注創建者：工采電子 創建時間：2023-03-01
65W快充方案的實例教程
2023年數碼圈中討論較多的莫過于65W氮化鎵（GaN）充電頭。65W快充是目前快充市場出貨的主流規格；氮化鎵具有高可靠性，能夠承受短時間過壓；將GaN用于充電器的整流管后，能降低開關損耗和驅動損耗，提升開關頻率，附帶地降低廢熱的產生，進而減小元器件的體積同時能提高效率。
充電頭的工作原理：是將220v交流電轉化為直流電，在通過變頻的方式，將220V交流電變為5v直流電，從而為手機充電。上一代的充電頭材料是SI材料，現在更換為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。
因為現在科技更新越來越快，對于手機的依賴越來越高，同時電池的容量也越來越大，對于快速充電的需求也明顯加大，所以對于尋求新材料應對如今快速充電也是急需面臨的事情。
推薦一款來自臺灣美祿的快充電源設計方案，本電源模塊是65W1A2C界面，其輸出電壓由協議IC可以控制5V/3A, 9V/3A, 15V/3A, 20V/3.25A等電壓輸出，使用QR/DCM反馳式電路架構于輸出20V重載時可達91.62%效率及功率密度可達1.5W/cm3，本系統采用同系列控制單晶片：QR一次側控制IC驅動MTC D-mode GaN FET(MGZ31N65-650V)、二次側同步整流控制IC及PD3.0協議IC)可達到較佳匹配。
該方案能夠有效降低寄生參數對高頻開關的影響，獲得更高的轉換效率和更優秀的可靠性；實現“更高效率，更大功率，更小體積，更低發熱?！辈捎昧酥悄軠乜丶夹g做到了“大功率下更小體積、更好溫控”支持多種充電模式，對不同的設備功率略有不同，USB-C接口實際較大輸出功率為65W。
展開 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一次側控制IC驅動MTCD-mode GaN FET(MGZ31N65-650V)、二次側同步整流控制IC及PD3.0協議IC)可達到最佳匹配。
GaN/氮化鎵作為第三代半導體材料經常被用在PD快充里面；氮化鎵（GaN）擁有極高的穩定性，將GaN用于充電器的整流管后，能降低開關損耗和驅動損耗，提升開關頻率，附帶地降低廢熱的產生，進而減小元器件的體積同時能提高效率。
一、方案概述：
尺寸設計：60mm*60mm*30mm
輸出規格：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
低待機功耗：空載損耗低于50mW
高效率：輸出20V重載時可達91.62%效率及功率密度可達1.5W/cm3
供電范圍：二次側同步整流控制IC及PD3.0協議IC
二、芯片特性：
MGZ31N65芯片內部集成650V耐壓，250mΩ導阻的氮化鎵開關管；內置驅動器以及復雜的邏輯控制電路;支持輸出過壓保護，支持變壓器磁飽和保護，支持芯片供電過壓保護，支持過載保護，支持輸出電壓過壓保護，支持片內過熱保護，支持電流取樣電阻開路保護，具有低啟動電流。
展開 65W快充是目前快充市場出貨的主流規格；氮化鎵具有高可靠性，能夠承受短時間過壓；將GaN用于充電器的整流管后，能降低開關損耗和驅動損耗，提升開關頻率，附帶地降低廢熱的產生，進而減小元器件的體積同時能提高效率。
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一次側控制IC驅動MTCD-mode GaN FET(MGZ31N65-650V)、二次側同步整流控制IC及PD3.0協議IC)可達到適優匹配。
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，內置MGZ31N65-650V氮化鎵開關管；采用PD3.0協議IC。
該方案能夠有效降低寄生參數對高頻開關的影響，獲得更高的轉換效率和更優秀的可靠性；實現“更高效率，更大功率，更小體積，更低發熱?！辈捎昧酥悄軠乜丶夹g做到了“大功率下更小體積、更好溫控”支持多種充電模式，對不同的設備功率略有不同，USB-C接口實際較大輸出功率為65W。
展開 本電源模塊是65W單一C界面，其輸出電壓由協議IC可以控制5V/3A, 9V/3A, 15V/3A, 20V/3.25A等電壓輸出，使用QR/DCM反馳式電路架構于輸出20V重載時可達93%效率及功率密度可達1.5W/cm3，本系統采用同系列控制單晶片：QR一次側控制IC驅動MTC D-mode GaN FET(MGZ31N65-650V)、二次側同步整流控制IC及PD3.0協議IC)可達到較佳匹配。
PCB 布局圖:
GaN/氮化鎵作為第三代半導體材料經常被用在PD快充里面；氮化鎵（GaN）擁有極高的穩定性，將GaN用于充電器的整流管后，能降低開關損耗和驅動損耗，提升開關頻率，附帶地降低廢熱的產生，進而減小元器件的體積同時能提高效率。
EMI濾波器(EMI小板) :
為了符合CISPR22B/EN55022的標準，需設計合適的濾波電路，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到較好的EMI效果，EMI小板設計主要是降低電磁干擾。
USB PD3.0 (協議小板) :
協議小板主要是采用協議芯片SC2151A設計，其由受電端發出電壓需求給協議IC后，控制主板改變輸出電壓，本協議必需符合 PD3.0之協議。
本協議芯片支持
-支援 DFP / UFP / DRP USB PD 3.0
-內鍵PD 3.0協議
本報告內容包括65W1C電氣規格、線路圖、BOM、主變壓器設計參數、線路布局，是效能量測及EMI測試結果。
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2023年數碼圈中討論較多的莫過于65W氮化鎵（GaN）充電頭。65W快充是目前快充市場出貨的主流規格；氮化鎵具有高可靠性，能夠承受短時間過壓；將GaN用于充電器的整流管后，能降低開關損耗和驅動損耗，提升開關頻率，附帶地降低廢熱的產生，進而減小元器件的體積同時能提高效率。
充電頭的工作原理：是將220v交流電轉化為直流電，在通過變頻的方式，將220V交流電變為5v直流電，從而為手機充電
65W快充是目前快充市場出貨的主流規格；氮化鎵具有高可靠性，能夠承受短時間過壓；將GaN用于充電器的整流管后，能降低開關損耗和驅動損耗，提升開關頻率，附帶地降低廢熱的產生，進而減小元器件的體積同時能提高效率。
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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一次側控制IC驅動MTCD-mode GaN FET(MGZ31N65-650V)、二次側同步整流控制IC及PD3.0協議IC)可達到最佳匹配。
GaN/氮化鎵作為第三代半導體材料經常被用在PD快充里面；氮化鎵（GaN）擁有極高的穩定性，將GaN用于充電器的整流管后，能降低開關損耗和驅動損耗
