針對氮化鎵(GaN)功率半導體應用市場,通嘉科技目前共推出3款氮化鎵功率器件的電源主控芯片,包含2款合封氮化鎵的電源主控芯片(集成氮化鎵開關管,控制器和驅動器),并適用于30W~140W USB PD電源產品設計,為各類應用提供最佳完整解決方案,搭配通嘉科技的同步整流控制器(LD8528 SR Controller)與協議IC(LD6612/17 PD Controller ),可實現高功率的傳輸及更多充電功能,并提供客戶ACDC中大功率最佳完整解決方案。

通嘉科技推出新一代高效節能合封氮化鎵功率器件的電源主控芯片LD966L/LD955K,分別適用于65W/45W USB PD電源設計。

通嘉科技LD966L/LD955K具有以下性能和特性:

①可以節省外部12個元件;

② IC在不同輸入電壓、輸出電壓以及輸出功率的情況下,自動切換為最佳操作頻率,從而達到最高效率;

③合封技術可以將功率走線和信號走線分開,更適合高頻操作;

④簡化充電器布局和布線設計,與無需散熱片的設計,以透過PCB進行大面積散熱的方式來節省成本;

⑤全面性保護機制,含有 OCP、OPP、CS_OTP 與 OVP 等,并且提高 VCC 耐壓至 85V,無需額外增加穩壓線路,絲毫沒有安全上的顧忌;

⑥精準的 OCP 設計(量產±8%)(可在外殼材質防火等級較低的應用中符合 LPS(Limited Power Source)的要求;

⑦內置 Peak Jitter 方式能將操作頻率分散,不會集中于同一個頻率點,降低原有切換頻率的 EMI 傳導。

上面是基于通嘉科技LD966L合封氮化鎵芯片,LD8528同步整流控制器和LD6612協議芯片的65W PD快充參考設計圖。

基于通嘉科技上述方案設計的65W PD快充DEMO實物如同,DEMO由兩塊PCB板相互垂直焊接設計,正面三段式布局輸入EMI濾波器件、變壓器和固態電容。

得益于通嘉科技LD966L合封氮化鎵芯片在內的全套方案使用,DEMO PCB板外圍電路十分精簡,有利于降低系統成本,具體參數以及效率等方面表現如下。

通嘉科技65W快充參考設計支持90~264Vac寬電壓輸出,峰值效率達到93.02%,待機功耗<75mW。參考設計三圍僅56*31*27mm,功率密度高達22.7W/in3,接口支持5V3A、9V3A、15V3A和20V3.25A四檔輸出電壓檔位。

通嘉科技 LD966L采用QFN 8*8-26封裝,器件內置650V 165mΩ導阻氮化鎵開關管,最高開關頻率為227kHz。其支持多模式運行,重載下采用準諧振,輕載下采用DCM工作模式,此外集成全面的保護功能。

測試圖為輸出效率測試,在230V測試條件下,60%負載以上的轉換效率在93%左右,其中115V測試條件下,轉換效率也超過92%。

滿載輸出測試,在90Vac輸入時的轉換效率為92.02%,115Vac輸入的轉換效率為92.49%,230Vac輸入時的轉換效率為93.01,264Vac的轉換效率為93.02%。

針對更高功率氮化鎵應用,通嘉科技推出了整合型的功率因數校正+準諧振波谷切換 PWM IC LD7797x,特別適用于 90W~140W USB PD 電源設計。

通嘉科技 LD7797x 具有以下性能和特性:

①該系列支持三種 Flyback 頻率可調功能;

②隨著不同的輸出電壓/電流搭配 PFC On/Off 控制來優化效率;

③PFC 控制方面包含過電壓保護(2組)、欠電壓保護、回授開/短路保護,

④Flyback 控制方面包含過電壓/過電流/過功率保護、FBAUX & FBCS 的開/短路保護,再加上過溫度保護(OTP)、輸入欠電壓保護(Brown-in/out);

⑤高耐壓(<180V)的VIN pin,適合寬輸出電壓范圍應用;

⑥可以直接搭配 E-GaN 開發氮化鎵快充,并節省5個外部驅動電路元件。

基于通嘉科技 LD7797x+LD8526+LD66xx 的 PD 快充 DEMO 如圖,DEMO PCB 板正面器件布局緊湊有序,EMI完全符合要求,輸出端焊接一塊小板。根據最終輸出功率需求(90W~140W),協議芯片可選通嘉科技 LD6612 或 LD6617。

DEMO PCB板背面電路同樣很簡潔,板子右下角長條形主控芯片便是通嘉科技  LD7797x。

充電頭網總結

通嘉科技的產品涵蓋通信手機、網路設備、筆記本、電視、民生消費品等多元商業市場,可為客戶提供完整的一站式服務方案與產品,讓生活充滿電力!

近年快充市場在65W、100W以及140W三個功率段的產品需求尤為明顯,對此通嘉科技積極推出了LD966L合封氮化鎵芯片以及整合型的功率因數校正+準諧振波谷切換 PWM控制器LD7797x等產品,可搭配通嘉科技旗下同步整流控制器和協議芯片,設計全套的快充方案。方案具有高頻高效、外圍電路簡潔以及集成全面保護功能等優點,可助力客戶打造可靠而性能優秀的產品。