2022年8月17日,2022(夏季)亞洲充電展在深圳成功舉辦,展會(huì)同期還舉辦了2022(夏季)全球第三代半導(dǎo)體快充產(chǎn)業(yè)峰會(huì),并邀請(qǐng)了11位行業(yè)大咖現(xiàn)場(chǎng)與大家探討第三代半導(dǎo)體快充產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì),為大家分享最新的第三代半導(dǎo)體快充解決方案。

Elevation 系統(tǒng)應(yīng)用總監(jiān) 李明杰在2022(夏季)全球第三代半導(dǎo)體快充產(chǎn)業(yè)峰會(huì)上發(fā)表了《 Elevation氮化鎵合封方案 輕松滿足20mW待機(jī)》主題演講。

Elevation 初級(jí)控制器 HL9510 最高支持 300KHz,且支持多檔頻率可選;以 HL9510 為核心,HL9550/52/54 分別合封 170mΩ,260mΩ 和 450mΩ 氮化鎵,采用 QFN5x6 封裝;同步整流芯片 HL9701 采用 SOT-23 封裝,頻率可達(dá) 300KHz;HL9750 同步整流芯片合封 13mΩ MOS,同樣采用 QFN5x6 封裝。

Elevation HL9510 VDD 范圍 6.5V~78.5V,輸出電壓范圍 3.3V~21V,在滿足 USB PD PPS 應(yīng)用的同時(shí),簡(jiǎn)化 VDD 電路,降低損耗。芯片支持 QR、DCM、CCM 混合的工作模式,集成高壓?jiǎn)?dòng)模塊,待機(jī)功耗能夠做到 20mW 以下。

Elevation HL955X 系列在 HL9510 基礎(chǔ)上合封氮化鎵器件,通過智能驅(qū)動(dòng)器和跳頻實(shí)現(xiàn)更好的 EMI 性能,芯片通過內(nèi)置電路即可滿足LPS要求,無需額外的VDD鉗位電路即可實(shí)現(xiàn)寬范圍電壓輸出。

上圖為 Elevation 合封氮化鎵方案與常見的分立式方案對(duì)比,Elevation 合封氮化鎵方案通過集成 VDD、LPS 等電路,節(jié)省 BOM 成本,縮小 PCB 尺寸。

此外,Elevation 合封氮化鎵方案采用的 DFN5*6 封裝加大了 GND 銅皮面積,有利于散熱。

Elevation HL955X 系列在 QR 和 CCM+QR 模式下均支持恒流曲線和限功率曲線,同時(shí)支持無協(xié)議恒流限功率應(yīng)用。

Elevation HL9701 是一顆用于開關(guān)電源的高性能同步整流控制芯片,采用 SOT23-6 封裝,支持低電壓補(bǔ)償和鉗位功能,適用于正端或負(fù)端應(yīng)用,支持 QR/CCM/DCM 各種運(yùn)行模式。

Elevation HL9701 開關(guān)延遲測(cè)試如上圖所示,可以看到芯片延遲時(shí)間僅 15ns。

Elevation HL9701 與友商產(chǎn)品啟機(jī)波形對(duì)比如上圖所示,可以看到 HL9701 可以有效鉗制 SR Gate 電平,避免電流倒灌。

Elevation HL9550+HL9701 65W Demo 如上圖所示,EVB 尺寸僅 48x29x20mm。

Elevation HL9550+HL9701 65W Demo 電路原理圖如上圖所示,可以看到外圍電路十分精簡(jiǎn)。

Elevation HL9550+HL9701 65W Demo 初級(jí) BOM 僅31個(gè)零件,次級(jí)僅10個(gè)零件。

Elevation HL9550+HL9701 65W Demo 在 90Vac、115Vac、230Vac、264Vac 輸入,20V、15V、9V、5V3A 輸出,10%、25%、50%、75%、100% 負(fù)載下效率測(cè)試如上圖所示。

Elevation HL9550+HL9701 65W Demo 在包含協(xié)議IC的情況下待機(jī)功耗測(cè)試如上圖所示,可以看到 90Vac、115Vac、230Vac、264Vac 待機(jī)功耗均小于 20mW。

Elevation HL9550+HL9701 65W Demo 在包含協(xié)議IC的情況下極輕載功耗測(cè)試如上圖所示,在各電壓檔位的效率表現(xiàn)均十分優(yōu)秀。

Elevation HL9550+HL9701 65W Demo 傳導(dǎo)測(cè)試如上圖所示。

Elevation HL9550+HL9701 65W Demo 輻射測(cè)試如上圖所示。

Elevation HL9550+HL9701 65W Demo 在 90Vac 和 264Vac 輸入下,21V 輸出條件下的 PD PPS空滿載動(dòng)態(tài)負(fù)載測(cè)試如上圖所示。可以看到 90Vac 下 VDD 最高 66.4V,最低 55.8V;264Vac 下 VDD 最高 65.8V,最低 55.8V,滿足 21V PD PPS應(yīng)用。

Elevation HL9550+HL9701 65W Demo 在 90Vac 和 264Vac 輸入下,3.3V 輸出條件下的 PD PPS 空滿載動(dòng)態(tài)負(fù)載測(cè)試如上圖所示。可以看到 90Vac 下 VDD 最高 11.56V,最低 8.2V;264Vac 下 VDD 最高 10.84V,最低 8.2V,滿足 3.3V PD PPS應(yīng)用。

Elevation HL9554+HL9750 33W Demo 如上圖所示,PCB 尺寸為 25.8x24.8x24.5mm,帶殼尺寸為 30.42x29.26x29.26mm,功率密度達(dá) 2.1W/cm3。

Elevation HL9554+HL9750 33W Demo 在包含協(xié)議IC的情況下待機(jī)功耗測(cè)試如上圖所示,可以看到 90Vac、115Vac、230Vac、264Vac 待機(jī)功耗均小于 18mW。

Elevation HL9554+HL9750 33W Demo 在 90Vac、115Vac、230Vac、264Vac 輸入,20V、15V、9V、5V3A 輸出,10%、25%、50%、75%、100% 負(fù)載下效率測(cè)試如上圖所示。

以上為 Elevation 氮化鎵合封方案介紹,有意者可聯(lián)系 Elevation 詳細(xì)了解。


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