市場痛點

手機閃充技術的興起與普及，是手機行業走向深度創新后難得的消費熱點。從去年開始，各大國產手機發布的旗艦機都不約而同將120W閃充當作一項賣點，華為、vivo、 OPPO、小米、中興等國產旗艦機已進入超快閃充的賽道。

在這樣的背景下，用戶對于手機“快充”的需求顯然也已發生了改變。過去大家可能只是希望手機充電快一點，以便能再多打一會電話、多發幾條短信；但是現在，更多的消費者會希望手機能夠在短短幾分鐘、十幾分鐘時間里，就充入大半電量，從而可以再支撐上大半天的娛樂、創作等高能耗使用。

鎵未來一直以科技創新為原動力，始終站在時代科技最前沿的一貫風格，不僅在業界率先推出了330W圖騰柱PFC+LLC氮化鎵電源量產解決方案，以及700W圖騰柱PFC+LLC量產電源方案，而且早已在120W快充應用領域進行了研究和探索。

當業界還在以120W PD功率密度突破1W/cm3的行業天花板而舉杯慶祝的時候，鎵未來已應用GaN 器件的PFC+AHB拓撲架構，將功率密度做到了驚人的2.14W/cm3，120W滿載10分鐘，效率高達94%以上，體積幾乎與常見的65W快充相同——小個子，大能量，小巧便攜，外出攜帶毫無負擔。

PFC+AHB拓撲架構

鎵未來120W超快閃充迷你充電器方案使用了全 GaN FET 的設計，在PFC架構中，使用了1顆 G1N65R240PB，AHB（非對稱半橋架構）使用了兩顆 G1N65R480PB。

非對稱半橋（AHB）反激拓撲，可實現更高的效率和更高的開關頻率。由于漏感中的能量被吸收，在主功率管開啟過程中不存在漏感尖峰，功率管的電壓應力更小，輸入電壓范圍更寬，EMI噪聲更小。

但傳統的Si MOSFET的材料特性使器件無法工作在高頻，同時限制了PFC電感的尺寸，無法滿足小型化，高功率密度的需求。GaN FET的應用，提升了工作頻率，使AHB能夠向更小體積更高功率密度的方向發展，同時GaN FET降低了開關損耗以及反向恢復損耗，滿足超快閃充對高效率以及高功率密度的需求。

GaNext-規格特點

鎵未來120W超快閃充迷你充電器方案采用兩腳輸入，支持 90~264Vac 寬電壓輸入，輸入頻率支持50/60 Hz，支持最高 20V 6A 輸出，滿載效率高于 94.3%，輸出電壓紋波小于 300mV，工作溫度 0~40℃，方案支持TSD、OLP、OVP、OCP、SCP、Open Loop 保護。

鎵未來120W超快閃充迷你充電器方案帶殼尺寸為 53x46x23mm，功率密度做到了 2.14W/cm3。方案采用被動散熱設計，表面溫升小于50℃，20V/16.5A 條件下觸摸溫度滿足 IEC 62368-1 標準，EMI 滿足 EN55032 CE&RE Class B 標準。

上圖為 230Vac 輸入下，常規 120W QR 電源和鎵未來 120W 電源方案效率曲線對比圖，可以看到鎵未來120W超快閃充迷你充電器方案從輕載到重載條件下，效率均高于常規 120W QR 電源方案。

對于氮化鎵功率器件的應用，主流的形態是分立和合封兩種，合封氮化鎵芯片使用相對容易，但是輸出功率難以做大；而 E-mode 氮化鎵分立器件驅動困難，功率范圍相對于合封有所提升，但是大功率驅動容易受干擾；但鎵未來 G1N65R240PB 和 G1N65R480PA 作為 Cascode GaN分立器件，驅動簡單，和Si MOSFET完全一致，功率范圍寬，涵蓋更多應用場景。

GaN器件

與傳統 Si MOSFET 相比，鎵未來 G1N65R240PB 和 G1N65R480PA 兩款 Cascode GaN 在應用時具備諸多優點。

更高柵極耐壓，可兼容Si MOSFET Driver

相別于普通增強型氮化鎵功率器件不超過+7V的柵極耐壓，鎵未來的所有氮化鎵產品的Vgs均可以達到±20V，驅動電壓通常建議為+12V，驅動線路僅需3個電阻及一個二極管，與Si MOSFET相同，可使設計者對驅動器有更多選擇空間，且在驅動線路上保持熟悉感，減少設計風險。

更高閾值電壓，避免誤導通

普通增強型氮化鎵的典型閾值電壓1.7V，這與Si Superjunction器件（典型值一般在3V左右）相比，其抗噪聲干擾能力低，增加了誤導通的風險，因此其對封裝和Layout 要求極為嚴苛，需要盡可能減少寄生電感及噪聲干擾的影響。

鎵未來 G1N65R240PB 和 G1N65R480PA 將Vgs(th)提高到2.2V，可有效降低柵極噪聲帶來的誤導通風險，提高了氮化鎵器件的穩定性和可靠性，讓設計者更放心、更安心。

GaN FET業界最低動態電阻，提高效率

在高壓應用中，由于GaN器件的異質接觸面中存在缺陷，會束縛一部分電子，從而在開關過程中增加了導通阻抗，此時的導通電阻稱為動態電阻。動態電阻會增加GaN器件的導通損耗并且導致更高的溫升，影響GaN器件的穩定性、可靠性以及系統的轉換效率。

普通增強型氮化鎵器件的動態電阻比靜態Rds(on)上浮30%左右，尤其是在150度結溫時，動態內阻竟然達到了25度結溫時靜態Rds(on)的2.5倍。G1N65R240PB 和 G1N65R480PA 采用特殊工藝，有效抑制了動態內阻，150度結溫時僅為25度結溫時的1.5倍，極大的降低了導通損耗，提升效率的同時，滿足了大功率閃充的苛刻散熱要求。

Vsd 做到業界最低1.6V

鎵未來的氮化鎵器件反向工作時，可以實現自動續流，在第三代半導體器件中（GaN and SiC），Vsd 做到業界最低1.6V，而普通增強型氮化鎵器件 Vsd 為 3.2-5.6V，SiC MOSFET 的 Vsd 為4.8V，且負壓關斷會導致續流壓降進一步提高，在大功率的橋式拓撲應用中表現尤為突出，減少死區損耗，提升效率。

充電頭網獲悉，鎵未來 G1N65R240PB 和 G1N65R480PA 已經正式量產，有需求的伙伴可與鎵未來聯系哦~

郵箱地址：sales@ganext.com，鎵未來的小哥哥小姐姐們博學而有耐心，熱情而不傲嬌，歡迎隨時來撩~

關于鎵未來

珠海鎵未來科技有限公司成立于2020年10月，專注于高穩定性、高可靠性的氮化鎵產品的研發和生產。

鎵未來依托GaN功率器件的世界領先技術，實現GaN功率器件的國產化，可提供30W~6000W GaN器件以及系統解決方案的科技公司，致力于成為國產第三代半導體—氮化鎵產品國際化的探路者及開拓者，為更好的賦能綠色能源及碳中和的偉大使命而砥礪前行。

充電頭網總結

隨著智能手機快充技術的發展以及 USB PD 3.1 快充標準的普及，120W功率段充電器的市場需求愈發旺盛。但目前市面上120W充電器的體積普遍都偏大，對日常使用和外出攜帶都造成一定不便，鎵未來此次推出的120W超快閃充迷你充電器量產方案，采用 PFC+AHB 拓撲架構，內置多顆鎵未來 Cascode GaN 器件，實現輸出功率相同的基礎上，體積大幅縮小，效率大幅提升。