【应用】聚能创芯推出两款300KHz高频氮化镓快充方案，体积比传统硅器件快充减小30-50%

时间： 2022-07-28 来源：充电头网

技术问答

随着氮化镓器件性能的不断提升，更高开关频率以及平面变压器等元器件小型化设计的应用，使充电器的体积不断缩小。聚能创芯克服了高频应用下的串扰、EMI等问题，充分利用了氮化镓的高频特性优势，基于全套自研氮化镓器件，推出了两款300KHz高频氮化镓快充的参考设计，为快速发展的充电器市场提供了更小尺寸、更优性能、更有竞争力的产品。

聚能创芯65W氮化镓2C1A高频快充方案

聚能创芯推出了一款ACF有源钳位反激架构的65W氮化镓2C1A快充方案，内置两颗聚能创芯的氮化镓器件，实现了300KHz的工作频率，体积54*29*22mm，裸板功率密度达到1.78W/cm³。这款参考设计为双口设计，可同时为多台设备充电，具有很强的实用性。

聚能创芯65W快充模块正面设有多块小板，可以充分利用空间提高功率密度。中心区域小板上设有开关电源PWM控制器以及氮化镓开关管、平面变压器(四川经纬达)。输出端小板通过连接针脚连接及支撑，焊接USB-C、USB-A母座。

主板背面设有整流桥、光耦、贴片Y电容、同步整流管、降压协议芯片以及外挂MOS管等器件。

和苹果61W充电器对比，体积优势巨大。

模块功率密度达1.78W/cm³，拿在手上显得非常小巧。

这款电源方案的主开关管采用聚能创芯CGL65R190B，这是一款耐压650V，导阻170mΩ的增强型氮化镓开关管，支持高频开关，具有低栅极电荷和输出电荷，支持开尔文源极，符合JEDEC的标准级应用认证。

聚能创芯CGL65R190B采用PQFN8*8封装，可应用在65-120W功率段反激主功率开关管，100W功率段 PFC主功率开关管，200W功率段LLC主功率开关管。

另一颗钳位管同样来自聚能创芯，型号为CGK65R400B，是一款耐压650V，导阻300mΩ的增强型氮化镓开关管，支持高频开关，具有低栅极电荷和输出电荷，支持开尔文源极，符合JEDEC的标准级应用认证。

聚能创芯CGK65R400B采用PQFN5*6封装，适用于高压AC/DC转换，可应用在30W功率段反激主功率开关管，120W LLC主功率开关管。

聚能创芯推出的这款65W氮化镓快充方案基于聚能创芯的CGL65R190B和CGK65R400B两款氮化镓功率器件开发，两款氮化镓器件均为增强型氮化镓开关管，驱动兼容广泛，可以方便的与多种控制器组合应用，充分发挥氮化镓的高频高性能优势，提升电源产品的效率，提高功率密度。此款65W氮化镓快充方案内置杰华特JW1550主动钳位控制器，搭配安森美NCP51530驱动器，驱动两颗聚能创芯的氮化镓开关管，实现高效率的电源转换。同步整流控制器来自德州仪器，为固定电压输出，输出通过两路智融SW3516H进行降压输出，满足双C口盲插，使用非常方便。

聚能创芯120W氮化镓2C高频快充方案

聚能创芯推出了一款120W 氮化镓2C快充的参考设计方案，采用PFC+反激架构设计，工作频率达到了300KHz，体积为55*55*20mm，裸板功率密度达到2W/cm³，实现了转换效率、体积与成本的平衡。这款参考设计为双口设计，支持单口100W输出，双口同时输出时，功率均分为两路60W输出，可同时为两台笔记本充电，设计非常实用。

聚能创芯120W氮化镓快充DEMO正面设有多块小板，EMI滤波电路器件、电容、平面变压器(四川经纬达)、USB-C母座等均焊接在小板上，可充分利用空间，提高模块功率密度。

主板背面设有整流桥、开关电源初次级控制器、MOS管、光耦、贴片Y电容、MCU等器件。

和苹果140W快充对比，要小很多。

拿在手上的大小直观感受。

PFC升压开关管采用聚能创芯CGL65R120C，这是一款耐压650V，导阻90mΩ的增强型氮化镓开关管。

聚能创芯CGL65R120C资料信息。

开关电源初级开关管采用聚能创芯CGL65R190B。

聚能创芯推出的这款120W氮化镓快充电源方案基于聚能创芯自家的氮化镓器件设计。在PFC电路中使用了一颗90mΩ导阻的CGL65R120C氮化镓开关管，搭配安森美NCP1616进行PFC功率因数校正，在反激电路中使用了一颗170mΩ导阻的CGL65R190B氮化镓开关管，搭配安森美NCP1342实现固定电压输出。此款电源方案为固定电压输出，并通过二次降压电路进行降压输出，可实现单口100W，双口60W输出，能满足两台笔记本同时充电需求。这款电源方案具备完善的保护功能，支持宽范围电压输入，并接受客户需求定制。

总结

聚能创芯两个高频方案分别使用了CGK65R400B、CGL65R120C、CGL65R190B三款氮化镓器件，设计上充分发挥了聚能创芯氮化镓器件的高频、高性能优势。聚能创芯300kHz 氮化镓快充电源，在市面上普遍的100kHz 氮化镓快充的基础上，进一步减小了电源体积，同时保持了高效率。

与传统硅器件快充相比，体积减小了30-50%，体现了氮化镓器件在下一代高频电源应用中远优于硅器件的优势。在充分满足时下市场手机、平板、笔电等设备对于大功率小体积快充的需求同时，为氮化镓在其他领域的高频应用打下了坚实的基础。

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