【应用】基于GaN FET高效率小体积的60W PD快充方案

2020-04-10 世强
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基于Type-C协议的PD快充是目前充电器的优选,传统的PD快充通常采用Si MOS作为主开关器件,其开关频率一般低于100kHz,相应的磁性元件体积较大,整机功率密度和效率较低。针对以上问题,本方案采用GaN FET作为主开关器件,并搭配高效的同步整流IC、低导通损耗的整流桥、高可靠性保险丝和多协议PD控制芯片等器件,实现基于GaN FET高效率小体积的60W PD快充方案的产品设计。


本方案系统原理框图如下:

 

60WPD快充DEMO中,基于原理图中的GaN FET器件,结合同步整流IC、整流桥、保险丝和PD协议控制芯片,230VAC输入,20V/3A输出的条件下,其效率可高达94%,相对于Si MOSFET方案,带来了2%左右的性能提升。整个产品尺寸非常小,长宽高是31mm*31mm*60mm,功率密度高达18W/in3


基于PD快充高效率小体积的需求,主开关管可采用英诺赛科氮化镓GaNINN650D02,规格为650V/11A,其导通电阻最大仅200mΩ,Qg低至1.5nC,超小封装DFN 8x8,可实现100KHZ以上的超高开关频率,减小变压器体积。另外其导通损耗极低,且反向恢复损耗Qrr为零,可实现PD高效率设计。


为实现PD快充输出整流效率的最大化,同步整流电路采用伊凡微的紧凑型二次侧同步整流驱动器AP402,其支持DCMQRCCM模式,而且无需辅助绕组供电,具有16ns快速关断延迟,且静态电流小于220uA,自适应的栅极驱动可实现最大效率。


为实现PD快充小型化设计,整流桥需要低导通压降、贴片式小体积封装。整流电路可采用扬杰科技的贴片式整流桥YBSM40101000V/4A,Vf低至1V,体积是10mm*10mm。导通电压低,体积小,在60W快充应用上,采用2PCS贴片方式降低器件温升且依旧可保持产品的小体积设计。


PD快充设计中为了实现灵活安装和合理布局,需求保险丝占用空间小,且可根据快充的空间随意布局安装。输入端采用LITTELFUSETE5延时型保险丝39213150000250VAC/3.15A插件式方型保险丝,体积小,适合小型化设计,低内阻,防震外壳,无卤素,无铅,符合RoHS要求,可随意折弯安装,应用可靠性高。


PD快充需要支持USB Type-CPD3.0的协议芯片,芯海科技CS32G020系列控制芯片,可以支持PD3.0PPSQC4+FCPSCPAFCVOOC多种快充协议,目前是国内唯一通过了USB IF协会PD3.0双向认证的芯片,充电和放电均通过验证测试,是60W PD快充的首选控制芯片。


基于GaNFET高效率小体积的60WPD快充方案

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型号- R1280NC25M,MCD 26-16IO1B,N2055HE420,IXTT 30N50L2,R1280NC25K,R1280NC25L,MCD 56-18IO8B,IXBOD 2-52R,R1280NC25J,IXTQ 52N30P,MCK 200-18IO1,IXYR 100N120C3,LSIC2SD120C05,MDC600-22IO1W,IXYH 16N250CV1HV,LSIC2SD120C08,M0863LC360,IXTP 100N15X4,VBO 125-08NO7,DPG 15I200PA,F1600NC080,IXTH 1N450HV,T0600TB45A,LSIC2SD065E40CCA,DSEP 2X91-03A,IXBOD 2-51R,IXTX 4N300P3HV,IXTA 36N30P,VBO 72-18NO7,M4305TJ240,IXFR 64N60P,N6405EA240,IXYR 50N120C3D1,MCD580-28IO7,VUO 25-14NO8,0440 007.WRA,IXFY 36N20X3,VBO 25-12NO2,IXTT 120N15P,M1010NC400,IXBH 6N170,MCC 56-14IO1,VBE 26-06NO7,MCD160-30IO3,SXB4869G,IXTJ 3N150,DHG 10I1200PM,IXTH 120P065T,VTO 39-08HO7,IXFN 32N80P,IXTL 2N450,DMA 30P1600HR,IXBOD 2-54R,MDK950-18N1W,CS 20-25MOT1,IXBOD 2-55R,IXTK 140N20P,IXTR 48P20P,DH 20-18A,W2115MC560,IXTP 05N100P,IXFT 18N90P,QJ8030LH4TP,N4340TJ180,DMA 30P1600HB,W3841VC340,MKH 17RP650DCGLB 11,,SXB4649HEXT,IXBOD 2-17RD,DSEP 40-03AS,IXFH 42N50P2,Q8025K6TP,IXFH 22N50P,DPG 30C200HB,DSI 30-12AS,MCMA 240UI1600ED,IXBOD 2-53R,M0367WC220,VUM 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扬杰科技(YANGJIE)分立器件产品快速选型表

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型号- 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

选型指南  -  扬杰科技 PDF 中文 下载

招聘模拟IC/电源工程师,负责光伏储能、电机、激光雷达、消费电子等项目

聚焦ADC、放大器、电压基准源、高压LDO、Gan驱动等,1000+家国内外大牌全品类产品线,数万家行业top级客户资源;技术大牛带队,快速拓宽市场应用领域和技术深度、广度。国高&专精特新企业,机会多,前景好。

招聘信息    发布时间 : 2024-08-09

【经验】工业CAN总线EMC&ESD保护设计指引

CAN总线设计时,一定离不开三要素,分别是:CAN控制芯片、CAN收发器、EMC&ESD保护器件。其中CAN控制芯片输出逻辑电平(0或1),CAN收发器将逻辑电平转换成差分信号(CAN_H、CAN_L)输出。同时,为保证CAN总线的可靠传输,外围电路必须考虑EMC及抗干扰问题,本文主要介绍 工业CAN总线外围电路设计,以及EMC&ESD器件参数选型和推荐。

设计经验    发布时间 : 2018-03-22

招聘功率半导体工程师,负责Gan Fet/IGBT/Sic Mos/隔离/Sic二极管等产品

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招聘信息    发布时间 : 2024-08-08

【选型】扬杰科技(YANGJIE)整流器件(整流桥/二极管)选型指南

目录- 产品特点与应用    整流桥    整流二极管    快恢复二极管    超高效整流桥二极管    超快恢复二极管    肖特基二极管    光伏二极管    封装尺寸图与焊接尺寸图    包装形态与可靠性测试项目   

型号- FR301G,GBL408A,SS120A,HER602G,SR10100L,H2MF,MT3512A,GS2GA,S510F,FR302G,GR3MB,MBR30100FCTS,1N5393GS,HER603G,GR1G,S315,GR1K,GR1J,GR1M,MBRL20100FCT,MBR10200CT,MBRL3045FCT,SSL310B,FR303G,SSL310A,S320,GBL406A,HER604G,GBU 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品牌:伊凡微

品类:SR同步整流IC

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品类:整流桥

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品类:Radial Lead Fuses

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品类:EC芯片

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品牌:金誉半导体

品类:原边反馈控制芯片

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品类:原边反馈控制芯片

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品牌:英诺赛科

品类:GaN FET

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品类:GaN FET

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品牌:英诺赛科

品类:GaN FET

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品牌:英诺赛科

品类:GaN Enhancement-mode Power Transistor

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品类:GaN Enhancement-mode Power Transistor

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品牌:英诺赛科

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PD/QC快充测试

满足150W内适配器、PD快充、氮化镓快充等主流产品测试需要;并可查看被测开关电源支持协议,诱导多种充电协议输出,结合电子负载和示波器进行高精度测试。测试浪涌电流最大40A。支持到场/视频直播测试,资深专家全程指导。

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FloTHERM热仿真

提供稳态、瞬态、热传导、对流散热、热辐射、热接触、和液冷等热仿真分析,通过FloTHERM软件帮助工程师在产品设计初期创建虚拟模型,对多种系统设计方案进行评估,识别潜在散热风险。

实验室地址: 深圳 提交需求>

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