前言

前不久充電頭網拆解了多個電動車充電器，這些電動車充電器均采用反激架構和二極管整流，并配有散熱風扇。轉換效率低，體積較大不說，在長時間使用后內部積灰影響散熱效果，且風扇噪聲也會變大，影響可靠性的同時還會縮短使用壽命。

據央視網科技報道數據顯示，全國每年發生約 2000 起與電動自行車有關的火災，其中 80% 是充電時引發。電動車電池發生爆炸、自燃等現象已經造成了不少人員傷亡、財產損失，政府相關部門也對之投以極大的重視。

所以優化傳統充電器的設計，去掉散熱風扇，增加充電器防塵防水等級，采用PFC+LLC+SR架構去提升產品可靠性成了最重要的課題。

要解決這個問題，高效的電源方案和第三代半導體是必不可少的，通過使用PFC+LLC+SR架構，泰高技術的GaN驅動+HEMTs 功率芯片，可以在無需主動散熱的前提下顯著縮小體積，使大功率充電器的尺寸與常見適配器相仿，更加便于攜帶。

深圳市富源電電源有限公司是一家專業的開關電源供應商，產品包括平衡車充電器，智能家居電源，POE電源，電動車充電器，安防攝像頭電源以及通用，專用開關電源。公司業務全面，并具有全球多個國家的電子產品安規認證和環保認證，實力雄厚。

作為一家深耕電源行業14年的充電器企業，富源電研發的產品有著完善的技術專利，獲得國內外600多項標準認證，也是國內唯一參與制定美國UL2272標準的充電器企業。富源電深知產品安全作為用戶的基本訴求，是企業必擔的責任，在這個追求利益風氣盛行的時代下，富源電仍堅守本心，堅持科技創新，曾多次被央視（二套）財經頻道采訪和報道，不斷琢磨做出更好的產品，兼顧品質與安全，做世界上最安全的充電器是富源電的使命，為了延續這樣的使命，富源電引入了泰高技術的GaN驅動+HEMTs 功率芯片，并應用到鋰電池充電器中。

這款充電器內置四顆泰高技術的GaN驅動+HEMTs 功率芯片，采用全封閉密封設計，輸出功率為168W，支持 36V 鋰電池與48V鋰電池充電，內置充飽轉燈功能，并具有過壓保護，過流保護，短路保護，過熱保護等保護功能，滿足電動車的鋰電池充電應用。下面充電頭網就對這款充電器進行拆解，一起看看內部的方案和用料。

富源電168W氮化鎵鋰電池充電器外觀

富源電168W氮化鎵鋰電池充電器基于泰高技術GaN驅動+HEMTs 功率芯片設計生產，樣式和一般90W筆電適配器一樣，但相較此前充電頭拆解的幾款電動車充電器來說，已經不再需要風扇進行主動散熱，并且功率密度大于同功率的傳統電動車充電器 1倍以上，這就證明了這款充電器有著非常優秀的效率。

相關參數信息：

額定輸入電壓：100-240Vac

輸出電壓范圍：29.4V-67.2V

電流范圍：0-5.5A

推薦電壓電流：42V4A     54.6V3A

額定輸出功率：168W

效率：≥93.5%（AC 90V/60Hz）

環境溫度：25°

IP53 放塵防水等級

保護功能：過壓保護、過流保護、短路保護、過溫保護、充滿自動斷電、防倒

機身上設有指示燈，轉燈電流：小于400mA 紅燈轉綠燈。指示燈亮綠光表示待機模式，亮紅光表示充電模式， 紅燈轉綠燈表示充滿電 。

輸入端采用8字插口，插口母座獨立模塊設計。

測得充電器機身長度為139.75mm。

寬度為61.88mm。

厚度為35.04mm。

輸出DC線纜長度約1.2米。

拿在手上的大小直觀感受。

另外測得充電器凈重約為437g。

富源電168W氮化鎵鋰電池充電器解析

拆開充電器外殼，內部PCBA模塊包裹麥拉片以及散熱片幫助散熱，此外有導熱墊幫助核心器件散熱。

測得模塊長度為131.77mm。

寬度為51.96mm。

厚度為23.83mm。

輸入端整流橋固定彎折散熱片上進行散熱。

富源電這款氮化鎵充電器采用PFC+LLC+SR架構，使用高效架構搭配同步整流，大幅提高轉換效率，并使用氮化鎵器件，降低開關損耗，進一步提升開關頻率，減小充電器體積。

PCBA模塊正面一覽，左側為電源輸入插座，焊接保險絲，EMI濾波電路和整流橋，向右依次焊接PFC升壓電感，諧振電感和LLC變壓器，在上方焊接高壓濾波電容，變壓器右側焊接固態電容和輸出線。

背面焊接PFC升壓開關管，PFC整流管，電源主控芯片，LLC開關管，右側焊接反饋光耦，同步整流控制器，同步整流管和運放。PCBA模塊背面白色框為導熱墊粘貼位置，對應四顆泰高技術的GaN驅動+HEMTs 功率芯片。

這款電源采用PFC+LLC+SR開關電源架構設計，PFC電路進行功率因數校正，LLC電源采用同步整流輸出，由運放根據輸出電流進行恒流恒壓控制。下面就對這款電源方案進行介紹，看看設計和用料。

電源適配器初級主控芯片來自恩智浦，型號為TEA2017AAT，是一款數字化可配置LLC和PFC組合控制器，用于高效諧振電源。芯片包括LLC和PFC控制器功能。PFC經配置可在DCM/QR、CCM固定頻率或支持所有操作模式的多模式下運行，優化PFC效率。

芯片內部集成高壓啟動和X電容放電，內部集成驅動器，可直接驅動高壓上管，無需外置驅動器。PFC可配置為DCM/QR，DCM/QR/CCM混合模式和CCM固定頻率三種運行模式，滿足不同功率應用需求。

PFC升壓開關管使用兩顆泰高技術第二代的 TP44100SG GaN驅動+HEMTs 功率芯片。泰高技術 TP44100SG 是一顆650V耐壓，最高瞬態耐壓900V，90mΩ導阻的GaN驅動+HEMTs 功率芯片，支持6V 與大于12V信號控制，支持氮化鎵直驅控制器與傳統控制器使用。

泰高技術 TP44100SG GaN驅動+HEMTs 功率芯片不需要VCC供電，應用在PFC＋LLC 或 無橋PFC＋ AHB 等大功率拓撲的設計提供更可靠與更簡單的設計。 針對 TP44100SG GaN驅動+HEMTs 功率芯片做并聯去應用輸出電流大于60A的設計，其外圍器件簡單并且可以實現最多6顆合封GaN驅動+HEMTs 功率芯片做并聯。

泰高技術TP44100SG支持單管，半橋應用，適用于AC-DC，DC-DC，DC-AC應用，支持標準PFC和圖騰柱PFC應用，支持高頻LLC應用，支持快充、筆記本電源等充電應用。支持LED照明、電機驅動與服務器電源應用。

泰高技術 TP44100SG 采用QFN5*7mm2封裝，具有加強的散熱性能，其散熱的性能足跟市面上QFN6x8mm2 與 QFN8x8mm2 芯片封裝相競爭，封裝具有低電感，適合高頻高功率密度電源使用。

PFC整流管來自美浦森，型號為MSM06065G1，采用兩顆并聯。是一顆650V耐壓，150℃連續正向電流6A的碳化硅二極管，采用DFN5*6封裝，超薄封裝節省體積，適用于高功率密度的大功率氮化鎵快充應用。

LLC半橋開關管采用兩顆泰高技術 TP44200SG GaN驅動+HEMTs 功率芯片，泰高技術的氮化鎵電源芯片TP44200SG，是一款額定電壓650V的GaN驅動+HEMTs 功率芯片，導阻180mΩ，能滿足中功率移動設備和消費類電力電子市場的需求，加速淘汰低速開關頻率的傳統硅芯片，搶占中功率充電市場。

這款180mΩ TP44200SG采用5*7mm小型PQFN封裝，擁有專利的集成散熱技術，適用于高效率，高功率密度的電源系統，其產品的電流承載能力提高了50％。

初次級之間兩顆光耦分別用于PFC控制和輸出電壓反饋調節。

同步整流控制器來自MPS，型號MP6924A，是一顆LLC同步整流控制器，具有更強的抗干擾度和快速關斷功能，可兼容CCM/DCM模式。MP6924A內部集成了兩個同步整流控制器，分別用于LLC兩個次級線圈輸出的整流應用，適用于LLC轉換器同步整流應用。

LM358雙運放用于恒壓恒流及轉燈控制。

3296多圈電位器用于輸出電壓微調。

關于泰高技術

深圳市泰高技術有限公司成立于中國深圳, 主要從事為第三代半導體硅基氮化鎵材料技術的集成電路的研發和銷售， 其芯片設計中心位于美國芝加哥，其產品應用中心位于中國深圳與廈門。

泰高技術的研發團隊早在2010年IR公司就研制先進的氮化鎵芯片并掌握其重要氮化鎵發明專利，現有研發團隊在射頻和功率半導體領域深耕超過20年。 我們具有卓越的芯片設計能力，現有產品包括 RF 射頻開關（GaN-On-Si 寬帶技術） 、 RF高功率放大器（GaN-On-SiC DHEMT 技術）、電源功率芯片（GaN-On-Si EHEMT 技術），全部具有國際領先水平。

泰高技術正由一支在半導體行業管理經驗超過15年的團隊運營著，我們將持續投入資源在射頻和功率芯片相關的工藝技術提升上，朝著降低能耗，降低成本，提供高可靠性的目標前進

“泰高, 讓設計變簡單”是我們理想，實現這個理想得益于我們通過精巧的布局，使得工程師更加便捷設計，為產品更高效、更小、更可靠的全新解決方案帶來更多可能。

泰高技術已完成 150W 至 600W 的符合新國標的氮化鎵鋰電池充電器方案，持續推出中

充電頭網拆解總結

富源電推出的這款鋰電池充電器一改傳統充電器體積較大，重量重，不好收納，產品可靠性差等缺點。富源電使用泰高技術GaN驅動+HEMTs 功率芯片和高效LLC同步整流電源架構，大幅提升了電源轉換效率，并且顯著縮小體積。使得電動車充電器與常見的氮化鎵適配器體積相仿，便于攜帶的同時大大提升了用戶使用體驗。

這款充電器采用PFC+LLC+SR高效架構，采用恩智浦TEA2017二合一主控芯片，PFC升壓使用兩顆TP44100SG 650V 90mΩ GaN驅動+HEMTs 功率芯片并聯，LLC半橋使用兩顆TP44200SG 650V 180mΩ GaN驅動+HEMTs 功率芯片組成半橋，并使用MP6924A搭配MOS管組成同步整流。泰高技術GaN驅動+HEMTs 功率芯片支持6V或大于12V驅動電壓，支持氮化鎵直驅控制器和傳統控制器使用。

PCBA模塊對應GaN驅動+HEMTs 功率芯片的位置粘貼導熱墊，利用散熱片為功率芯片散熱，散熱要求大大降低，不再需要內置風扇，避免積灰和風扇噪聲影響使用。內部電容采用永銘長壽命電解電容，輸出濾波采用固態電容，內部設計緊湊，整體做工扎實，用料可靠。