65W快充方案的案例
65W氮化鎵（GaN)充電頭PD快充方案
2023年數(shù)碼圈中討論較多的莫過(guò)于65W氮化鎵（GaN）充電頭。65W快充是目前快充市場(chǎng)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(guò)壓；將GaN用于充電器的整流管后，能降低開(kāi)關(guān)損耗和驅(qū)動(dòng)損耗，提升開(kāi)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(guò)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(lái)越快，對(duì)于手機(jī)的依賴(lài)越來(lái)越高，同時(shí)電池的容量也越來(lái)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(lái)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(kāi)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(kāi) 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(kāi)關(guān)損耗和驅(qū)動(dòng)損耗，提升開(kāi)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(kāi)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(guò)壓保護(hù)，支持變壓器磁飽和保護(hù)，支持芯片供電過(guò)壓保護(hù)，支持過(guò)載保護(hù)，支持輸出電壓過(guò)壓保護(hù)，支持片內(nèi)過(guò)熱保護(hù)，支持電流取樣電阻開(kāi)路保護(hù)，具有低啟動(dòng)電流。
展開(kāi) 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(chǎng)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(guò)壓；將GaN用于充電器的整流管后，能降低開(kāi)關(guān)損耗和驅(qū)動(dòng)損耗，提升開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi) 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(kāi)關(guān)損耗和驅(qū)動(dòng)損耗，提升開(kāi)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。
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