前言
曾幾何時(shí)，20W快充仍是這個(gè)行業(yè)十分熱門(mén)的詞匯，但快充技術(shù)的發(fā)展速度遠(yuǎn)超行業(yè)從業(yè)人員的預(yù)期，手機(jī)快充不斷快速突破120W、200W甚至是300W這種令人難以置信的數(shù)值，在這樣的背景下20W快充顯得有點(diǎn)不夠看，但即便如此，其對(duì)應(yīng)的快充市場(chǎng)規(guī)模仍不可小覷。
首先20W快充有著十分明顯的蘋(píng)果生態(tài)特征，只要后續(xù)的iPhone系列在快充功率上沒(méi)有大更新，便可讓20W快充市場(chǎng)維持一定的市場(chǎng)規(guī)模。其次放眼世界，各個(gè)地區(qū)的發(fā)展是不平衡的，20W快充產(chǎn)品憑借其“物美價(jià)廉”的特點(diǎn)，仍舊可以在一些相對(duì)落后的地區(qū)打出一片天地，創(chuàng)造出需求來(lái)。憑借上述兩點(diǎn)，足以吸引相關(guān)廠(chǎng)商繼續(xù)投入其中。
氮化鎵普及最后一公里
說(shuō)起20W快充市場(chǎng)的誕生和爆發(fā)，離不開(kāi)蘋(píng)果對(duì)于手機(jī)快充功率的提升以及相關(guān)“環(huán)保”策略的執(zhí)行，而這一切可以追溯到蘋(píng)果iPhone 12系列手機(jī)的發(fā)布。
2020年10月14日蘋(píng)果iPhone12系列新機(jī)發(fā)布，在充電方面，新機(jī)不僅將有線(xiàn)充電功率從18W提升至20W以及支持全新的15W磁吸無(wú)線(xiàn)充電，而且出于環(huán)保考慮，新機(jī)都不再標(biāo)配的充電器和耳機(jī)。不僅如此，蘋(píng)果官網(wǎng)在售的iPhone 11、iPhone XR、iPhone SE等機(jī)型全部都已經(jīng)取消了標(biāo)配充電器。
要知道，自iPhone 8開(kāi)始，后續(xù)的蘋(píng)果手機(jī)都支持快充，然而一下子取消多部機(jī)型標(biāo)配充電器這一傳統(tǒng)，從iPhone的全球出貨量來(lái)看，已經(jīng)造成了上億規(guī)模的快充市場(chǎng)空缺。因此消息一出，一下子引爆了20W快充市場(chǎng)，可以說(shuō)是出道即巔峰，安克、小米、公牛等各大品牌紛紛入局。
時(shí)至今日，20W快充市場(chǎng)的發(fā)展歷時(shí)將近3年，很多品牌方推出的20W快充產(chǎn)品在有活動(dòng)的情況下已經(jīng)來(lái)到了1元1瓦區(qū)間，甚至是更加的便宜，價(jià)格方面的競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)殘酷。其次迷你充作為一種全新形態(tài)產(chǎn)品，因?yàn)樽龅米銐蛐∏删拢絹?lái)越受消費(fèi)者青睞，這同樣對(duì)產(chǎn)品內(nèi)部所使用的快充方案提出更高要求。
合封氮化鎵方案能夠大大精簡(jiǎn)開(kāi)關(guān)電源外圍電路和減少器件的使用量，降低迷你充這類(lèi)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)難度和成本，同時(shí)可靠性、效率表現(xiàn)也更好，相較傳統(tǒng)快充方案，在面對(duì)上述問(wèn)題有著天然優(yōu)勢(shì)。
據(jù)充電頭網(wǎng)不完全統(tǒng)計(jì)，就20W快充市場(chǎng)，目前已有東科、芯茂微、誠(chéng)芯微、鈺泰、華源、杰華特、必易微、茂睿芯、納微、昂寶、南芯等廠(chǎng)商推出相應(yīng)的合封氮化鎵芯片，以滿(mǎn)足市場(chǎng)的要求，為消費(fèi)者帶來(lái)物美價(jià)廉的20W快充產(chǎn)品。
排名不分先后，按企業(yè)英文首字母排序。
CHIP HOPE芯茂微
LP88G24
芯茂微 LP88G系列氮化鎵合封芯片是一款高性能，高可靠性的高頻氮化鎵合封芯片，芯片內(nèi)置高壓?jiǎn)?dòng)和X電容放電，針對(duì)PD快充應(yīng)用，設(shè)計(jì)了過(guò)流限制保護(hù)。
芯片采用多模式恒壓控制方式，重載下以QR模式運(yùn)行，隨著負(fù)載減輕進(jìn)入谷底工作模式。輕載時(shí)為進(jìn)一步降低開(kāi)關(guān)損耗，會(huì)采用MPCM模式運(yùn)行，降低開(kāi)關(guān)頻率。
LP88G系列氮化鎵合封芯片集成多重保護(hù)功能，集成異常過(guò)流保護(hù)，取樣電阻短路/開(kāi)路保護(hù)，輸出過(guò)壓保護(hù)，VCC過(guò)壓保護(hù)，Brown out保護(hù)，過(guò)熱保護(hù)和過(guò)流以及過(guò)功率保護(hù)。芯片還內(nèi)置兩級(jí)VCC供電，耐壓高達(dá)200V，支持雙繞組供電，無(wú)需外置供電芯片。
CXW誠(chéng)芯微
CX75GD080BL
誠(chéng)芯微CX75GD080BL是一顆內(nèi)部集成高壓氮化鎵開(kāi)關(guān)管的高頻高性能準(zhǔn)諧振電源芯片，適用于27W內(nèi)開(kāi)關(guān)電源應(yīng)用。
CX75GD080BL這款芯片的工作頻率高達(dá)200KHz，支持全功率范圍準(zhǔn)諧振模式運(yùn)行，輕載支持突發(fā)模式提升效率。
誠(chéng)芯微 CX75GD080BL集成VCC供電欠壓/過(guò)壓保護(hù)，輸入欠壓/過(guò)壓保護(hù)，輸出過(guò)壓保護(hù)，F(xiàn)B引腳開(kāi)路/短路保護(hù)，同步整流管短路保護(hù)，電流取樣電阻開(kāi)路/短路保護(hù)。芯片采用SOP8L封裝，適用于PD快充和電源適配器應(yīng)用。
DK東科
DK025G
DK025G是一款高度集成了650V/800mΩ GaN HEMT的準(zhǔn)諧振反激控制AC-DC功率開(kāi)關(guān)芯片。DK025G檢測(cè)功率管漏極和源極之間的電壓VDS,當(dāng)VDS達(dá)到其最低值時(shí)開(kāi)啟功率管，從而減小開(kāi)關(guān)損耗并改善電磁干擾(EMI)。芯片最高支持250KHz開(kāi)關(guān)頻率，芯片內(nèi)部集成氮化鎵開(kāi)關(guān)管、控制器、驅(qū)動(dòng)器、高壓?jiǎn)?dòng)電路和保護(hù)單元。
DK025G采用PDFN5x6封裝，可通過(guò)PCB銅箔散熱，簡(jiǎn)化散熱要求，降低溫升。DK025G極大的簡(jiǎn)化了反激式AC-DC轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)和制造，尤其是需要高轉(zhuǎn)化效率和高功率密度的產(chǎn)品。DK025G具備完善的保護(hù)功能：輸出過(guò)壓保護(hù)(OVP)，VCC過(guò)欠壓保護(hù)，過(guò)溫保護(hù)(OTP)，開(kāi)環(huán)保護(hù)，輸出過(guò)流保護(hù)(OCP)等。
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ETA鈺泰
ETA80G25
鈺泰半導(dǎo)體ETA80G25采用SSOP10封裝，內(nèi)置650V耐壓，850mΩ D-mode氮化鎵開(kāi)關(guān)管。內(nèi)部開(kāi)關(guān)管漏極連接大面積銅箔散熱，可實(shí)現(xiàn)良好的散熱并滿(mǎn)足絕緣耐壓要求。
ETA80G25支持90-264V輸入，支持27W功率輸出。芯片支持CCM/QR/DCM運(yùn)行模式，滿(mǎn)載最高開(kāi)關(guān)頻率80kHz，輕載下支持頻率折返控制，可實(shí)現(xiàn)全功率范圍內(nèi)的高效率。
ETA80G25集成了多項(xiàng)保護(hù)特性，包括輸入過(guò)壓及欠壓保護(hù)、輸出過(guò)壓及過(guò)流限制以及過(guò)溫關(guān)斷。所提供的器件均支持鎖存與自動(dòng)重啟動(dòng)的常用組合，這是快充和USB PD設(shè)計(jì)等應(yīng)用所要求的特性。所提供的器件提供輸出線(xiàn)壓降補(bǔ)償選項(xiàng)。
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HYASIC華源
HYC3601E/H
華源半導(dǎo)體HYC3601E/H內(nèi)置智能多模式數(shù)字控制，支持支持CCM/DCM/PFM/QR突發(fā)運(yùn)行模式，以獲得效率和性能的平衡。芯片采用SOP7封裝。芯片內(nèi)部集成增強(qiáng)型高壓氮化鎵開(kāi)關(guān)管，數(shù)字多模式反激控制器，通過(guò)合封的方式消除寄生參數(shù)對(duì)高頻開(kāi)關(guān)造成的干擾，并減小外部元件數(shù)量，為氮化鎵快充提供精簡(jiǎn)高效的電源方案。
HYC3601E/H內(nèi)置自適應(yīng)氮化鎵柵極驅(qū)動(dòng)器，可平衡開(kāi)關(guān)損耗和EMI，抖頻功能可改善EMI性能。芯片采用副邊反饋，滿(mǎn)足快充所需的寬電壓范圍輸出。內(nèi)置有豐富的保護(hù)功能，包括VCC供電過(guò)壓保護(hù)、變壓器磁飽和保護(hù)、取樣電阻短路保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)、過(guò)載保護(hù)，輸出過(guò)電壓保護(hù)。
HYC3603601E/H待機(jī)功耗小于75mW，具有低啟動(dòng)電流。并支持頻率反向控制技術(shù)，能夠提升高壓輸入的轉(zhuǎn)換效率。可用于充電器、USB PD快充，電視機(jī)及顯示器待機(jī)電源、筆記本適配器等應(yīng)用，提高能效并降低成本。
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JOULWATT杰華特
JW1566CD
杰華特JW1566CD是一顆反激拓?fù)涞牡壓戏庑酒酒С指邏簡(jiǎn)?dòng)和寬范圍供電，內(nèi)置可選的過(guò)流和過(guò)功率保護(hù)功能，適配PD和QC快充應(yīng)用。JW1566CD具有超低的待機(jī)功耗，支持供電過(guò)壓保護(hù)，輸出過(guò)壓，欠壓保護(hù)，支持輸入欠壓保護(hù)，電流傳感引腳開(kāi)路保護(hù)、逐周期過(guò)流保護(hù)、過(guò)功率保護(hù)和內(nèi)置的過(guò)熱保護(hù)功能。
JW1566CD采用DFN5*6-7封裝，為 USB PD 快充與開(kāi)關(guān)電源應(yīng)用提供高能效小體積的解決方案。高集成度的芯片，簡(jiǎn)化應(yīng)用，并降低外部元件數(shù)量。
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JW15158B
杰華特JW15158B是一顆集成氮化鎵開(kāi)關(guān)管的隔離反激轉(zhuǎn)換器，芯片支持PWM和PFM控制，在不同的輸入和負(fù)載條件都能實(shí)現(xiàn)高效率。JW15158B支持高壓?jiǎn)?dòng)，寬供電電壓高至90V，內(nèi)部集成650V 1200mΩ氮化鎵開(kāi)關(guān)管，最高工作頻率為110kHz。
芯片支持供電過(guò)壓保護(hù)，輸出過(guò)壓，欠壓保護(hù)，支持輸入欠壓保護(hù)，電流取樣電阻開(kāi)路保護(hù)、逐周期過(guò)流保護(hù)、過(guò)功率保護(hù)和內(nèi)置的過(guò)熱保護(hù)功能。支持抖頻提升EMI性能，JW15158B采用散熱增強(qiáng)的HSOP7封裝，支持PD快充以及開(kāi)關(guān)電源應(yīng)用。
KIWI必易微
KP22080
必易微KP22080是一顆內(nèi)部集成增強(qiáng)型氮化鎵開(kāi)關(guān)管的氮化鎵合封芯片，芯片內(nèi)部集成高壓?jiǎn)?dòng)電路，具備超低啟動(dòng)和工作電流，待機(jī)功耗低于30mW。
KP22080芯片具備130/220KHz兩檔工作頻率可選，支持全范圍準(zhǔn)諧振運(yùn)行。芯片集成峰值電流抖動(dòng)功能和驅(qū)動(dòng)電流配置，用于優(yōu)化系統(tǒng)EMI性能。
芯片內(nèi)部還集成升壓供電，適用于PD快充寬范圍輸出應(yīng)用。芯片內(nèi)置供電欠壓/過(guò)壓保護(hù)，輸入欠壓保護(hù)，輸出過(guò)壓保護(hù)，逐周期電流限制，異常過(guò)流保護(hù)，過(guò)載保護(hù)，輸出過(guò)流保護(hù)，過(guò)熱保護(hù)，電流采樣電阻開(kāi)路保護(hù)。芯片采用HSOP-7封裝，具有良好的散熱性能。
MERAKI-IC茂睿芯
MK2786
茂睿芯 MK2786是一顆高頻氮化鎵合封芯片，專(zhuān)為PD快充應(yīng)用優(yōu)化。芯片內(nèi)置650V 1Ω氮化鎵開(kāi)關(guān)管，最高工作頻率130KHz。芯片具有9-85V寬范圍VCC供電范圍，能夠覆蓋PD快充的寬電壓輸出，無(wú)需額外供電器件或額外的供電繞組。
MK2786支持自適應(yīng)多模式控制，根據(jù)負(fù)載不同自動(dòng)切換DCM/QR和Burst模式，芯片具備完整全面的保護(hù)功能，具備輸出過(guò)電壓保護(hù)，過(guò)功率保護(hù)，VCC過(guò)壓保護(hù)，同步整流短路保護(hù)和電流取樣電阻短路保護(hù)。芯片采用ESOP-8封裝，外圍元件精簡(jiǎn)，適用于PD快充和適配器應(yīng)用。
Navitas納微
NV9586
納微GaNSense?Control合封氮化鎵芯片NV9586，其內(nèi)置600mΩ氮化鎵開(kāi)關(guān)管和高頻QR控制器，具備無(wú)損電流檢測(cè)，高集成度，高轉(zhuǎn)化效率，可實(shí)現(xiàn)小體積化的快充設(shè)計(jì)。NV9586支持25W輸出功率，芯片內(nèi)部集成高壓?jiǎn)?dòng)和X電容放電，支持CCM/QR/DCM控制模式，集成了逐周期限流，AOCP，OTP和LPS等保護(hù)功能，超低待機(jī)功耗僅為20mW。
NV9586 采用 QFN5x6 封裝，最高開(kāi)關(guān)頻率為225kHz，可選129kHz開(kāi)關(guān)頻率，助力工程師靈活設(shè)計(jì)、優(yōu)化變壓器尺寸及 EMI 性能。NV9580無(wú)需額外的鉗位電路即可實(shí)現(xiàn)6.8-80V 寬 VDD范圍供電，有助于節(jié)省 BOM 成本，縮小 PCB 尺寸。
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On-Bright昂寶
OB2733
昂寶OB2733x是一顆高度集成的氮化鎵合封芯片，芯片具備極低的待機(jī)功耗，支持寬范圍電壓輸出，適合PD快充應(yīng)用。芯片在滿(mǎn)載時(shí)以QR模式運(yùn)行，隨著負(fù)載減輕進(jìn)入PFM模式提高能效。當(dāng)負(fù)載非常小時(shí)，芯片會(huì)進(jìn)入擴(kuò)展突發(fā)模式最小化待機(jī)功耗，實(shí)現(xiàn)全負(fù)載范圍內(nèi)的高轉(zhuǎn)換效率。
芯片內(nèi)部集成完整的保護(hù)功能，包括逐周期過(guò)流保護(hù)，過(guò)載保護(hù)，內(nèi)部過(guò)熱保護(hù)，輸出短路保護(hù)，輸出過(guò)電壓和供電過(guò)電壓保護(hù)。芯片還具備昂寶私有的頻率擴(kuò)展技術(shù)。昂寶 OB2733x采用EASOP7封裝，適用于高功率密度PD快充應(yīng)用。
SOUTHCHIP南芯
SC3055
南芯科技SC3055是一款高集成度的合封氮化鎵芯片，內(nèi)置 650V 耐壓，650m Ω 導(dǎo)阻的氮化鎵開(kāi)關(guān)管和高頻 QR 控制器。
南芯科技SC3055采用SOP7封裝，底部帶有Thermal Pad增強(qiáng)散熱。芯片內(nèi)部集成軟起功能，沿用分段式供電技術(shù)支持寬電壓范圍輸出，內(nèi)置過(guò)溫保護(hù)單元及完備保護(hù)功能，過(guò)流保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)等。開(kāi)關(guān)頻率可達(dá)135kHz，提高系統(tǒng)的功率密度，滿(mǎn)足日趨小型化的需求，是一款25W以下小功率快充應(yīng)用極佳的選擇。
SC3055內(nèi)部集成軟啟動(dòng)、集成分段式供電線(xiàn)路，在 Burst/Fault 模式下只有350uA超低工作電流，支持 Brown In/Out 功能，提供 VDD 過(guò)壓保護(hù)、VDD 欠壓鎖定、輸出過(guò)壓保護(hù)、輸出短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、兩級(jí)過(guò)流保護(hù)、逐周期限流等多重保護(hù)措施。
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應(yīng)用案例：
充電頭網(wǎng)總結(jié)
氮化鎵技術(shù)在消費(fèi)類(lèi)電源產(chǎn)品中的大規(guī)模商用，充電器的效率得到優(yōu)化，體積得到大幅降低，便攜性更好，深受消費(fèi)者青睞。目前各大手機(jī)、筆電品牌君已經(jīng)入局了氮化鎵快充市場(chǎng)，加上國(guó)家十四五計(jì)劃對(duì)第三代半導(dǎo)體技術(shù)的扶持，氮化鎵快充市場(chǎng)前景十分可觀。
合封氮化鎵芯片的出現(xiàn)，一顆芯片完成了此前需要三顆芯片才能實(shí)現(xiàn)的功能，從根本上解決了氮化鎵功率器件在控制、驅(qū)動(dòng)方面的難題，簡(jiǎn)化了快充電源的設(shè)計(jì)，并降低電源廠(chǎng)商的成本。
雖然目前快充總體呈現(xiàn)出多功能、多接口、大功率、小體積的發(fā)展趨勢(shì)，但20W快充市場(chǎng)仍舊是其中重要的一環(huán)，上述廠(chǎng)商推出的20W合封氮化鎵芯片填補(bǔ)了快充技術(shù)發(fā)展在這一板塊上的空白，對(duì)于推動(dòng)20W快充市場(chǎng)進(jìn)步以及為消費(fèi)者帶來(lái)更加物美價(jià)廉的產(chǎn)品發(fā)揮了積極作用。
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