前言
非對稱半橋反激利用諧振電容和變壓器儲存能量,并通過變壓器從初級傳輸到次級,同時實現ZVS開關,能夠支持更高的開關頻率和更高的效率。除了降低了開關損耗,提升輸出功率以外,非對稱半橋反激還支持寬電壓范圍輸出,可以取代LLC與同步降壓的組合設計,更加適合單口PD快充應用。
杰華特推出了一款高性能非對稱半橋反激式控制器JW1556,并且基于這款控制器,搭配JW1572 PFC控制器和JW7726BL同步整流芯片推出了一款135W的氮化鎵快充方案。這款方案支持90-264Vac輸入,具備20V6.75A輸出,可滿足大功率筆記本的供電需求。
這款氮化鎵快充方案采用了三顆氮化鎵器件,分別用于PFC和AHB半橋,并使用碳化硅二極管用于PFC整流。實測電源方案尺寸為66.5*58.7*25mm,功率密度約為1.38W/cm3,支持作為單USB-C口,寬輸出電壓的充電器使用。
杰華特 135W氮化鎵AHB方案外觀

杰華特135W氮化鎵電源PCB近似為正方形,正面焊接PFC升壓電感和變壓器,初級電解電容臥置降低厚度。

PCB背面焊接PFC控制器,AHB控制器和同步整流控制器,以及對應的開關管和貼片器件。

使用游標卡尺測得PCBA模塊長度約為66.69mm。

PCBA模塊寬度約為59.16mm。

厚度約為22.76mm。
杰華特 135W氮化鎵AHB方案詳解
在對這款氮化鎵電源的尺寸和重量進行了解后,下面就來看看這款方案的具體信息。

杰華特135W 氮化鎵AHB方案交流輸入采用焊接連接,在PCB上焊接USB-C接口小板。電源右下角為交流輸入端,焊接輸入保險絲以及EMI濾波電路。

交流輸入端一覽,焊接保險絲,兩級共模電感,安規X2電容,薄膜電容和濾波電感,左側是一顆整流橋。

PFC控制器來自杰華特,型號JW1572,是一款升壓式PFC控制器,具備高精度恒壓輸出,適用于單級功率因數校正。芯片采用恒定導通時間控制,確保高功率因數,無需輸入電壓檢測電路,簡化了系統設計并降低損耗。
芯片采用臨界導通模式運行,以降低開關損耗,提升EMI性能以及效率。芯片具備完善的保護功能,具備反饋開路保護,電流取樣電阻短路保護,逐周期過流保護,反饋過電壓保護以及過熱保護等保護功能,適用于USB PD快充,液晶電視以及顯示器應用。

杰華特 JW1572 詳細信息。

杰華特 JW1556 是一款非對稱半橋反激式控制器,采用 QFN 4x4-20封裝,適用于離線反激式轉換器應用。輸入電壓范圍 2.5-38V,最高工作頻率達1.5MHz,支持65-300W快充應用。

杰華特?JW1556 在重負載下工作在ZVS模式,支持Adaptive ZVS 開關,實現效率最優化。在輕負載下工作在DCM模式,可提供主電源開關和輔助開關兩路輸出控制,支持高壓啟動、X電容放電、突發模式控制、可調線路補償等功能。

JW1556 可通過單個外置電阻設置工作頻率,外圍簡潔,設計簡單。芯片內置軟啟動功能,支持VIN OVP、VS OVP、SCP、Brown-In/Out、OTP、CS開路和短路保護等多重保護措施,提高電源系統的可靠性。

同步整流控制器來自杰華特,型號JW7726BL,是一顆支持ACF,DCM,CCM,QR,AHB等拓撲的同步整流控制器,支持高側和低側應用。相比傳統的肖特基二極管,能夠顯著提高效率。

杰華特JW7726BL資料信息。
杰華特 135W氮化鎵AHB方案性能
空載功耗完全滿足6級能效要求,Input 230Vac@68mW.

對于筆記本應用,對輕載功耗要求也很嚴苛,同樣杰華特的 AHB 方案表現也很優秀,
5V@0.25W≥66.5% 和 20V@0.25W ≥54.77% ,完全滿足 ≥50% 的法規要求

整機效率也很高,115V@100%負載 94.24%的效率,230V@ 100% 負載 96% 的效率

充電頭網總結
杰華特推出的135W氮化鎵AHB電源方案采用PFC電路進行功率因數校正,并使用AHB非對稱半橋進行電壓轉換。AHB非對稱半橋相比LLC支持寬范圍電壓輸出,無需DC-DC降壓電路,可簡化次級電路設計,滿足PD快充應用需求。
其中PFC升壓控制器采用杰華特JW1572搭配納微氮化鎵功率芯片NV6136A,并使用ST碳化硅二極管,AHB半橋采用JW1556控制器搭配安森美NCP51530B半橋驅動器和兩顆納微NV6115氮化鎵功率芯片組成,同步整流采用JW7726BL同步整流控制器搭配兩顆英飛凌BSC093N15NS5同步整流管,支持5-20V輸出,滿足手機和筆記本電腦快充充電器的需求。


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