前言
近年得益于全新氮化鎵、碳化硅技術(shù)在各方面高度關(guān)注下，快充產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，快充產(chǎn)品總體呈現(xiàn)出多功能、多接口、大功率、小體積的發(fā)展趨勢(shì)。此外USB PD3.1快充標(biāo)準(zhǔn)將快充功率上限提升至240W極大擴(kuò)展了快充應(yīng)用范圍，以及蘋果140W PD3.1快充商用催生的第三方市場(chǎng)，也都為百瓦級(jí)及以上快充市場(chǎng)發(fā)展持續(xù)注入動(dòng)力。
在大功率電源設(shè)計(jì)上，目前LLC和AHB是業(yè)內(nèi)兩種比較主流的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。雖說兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)出現(xiàn)的也都比較早，但相較LLC架構(gòu)來說，AHB架構(gòu)進(jìn)入消費(fèi)類電源領(lǐng)域在時(shí)間上還是晚了一些。不過憑借在成本、設(shè)計(jì)難度等方面的優(yōu)勢(shì)，AHB架構(gòu)很快獲得行業(yè)的高度關(guān)注。
什么是AHB控制器
AHB是 Asymmerical Half-Bridge 非對(duì)稱半橋的縮寫，AHB控制器即是通過使用兩顆開關(guān)管組成半橋結(jié)構(gòu)，使用電容與變壓器初級(jí)線圈串聯(lián)，共同儲(chǔ)能，并通過新增的開關(guān)管，將電容能量通過變壓器傳遞到次級(jí)的器件。
相比傳統(tǒng)反激將變壓器漏感能量作為發(fā)熱消耗，AHB控制器不僅實(shí)現(xiàn)了漏感能量的回收利用，還實(shí)現(xiàn)了主開關(guān)管零電壓開通以及同步整流管零電流關(guān)斷，減小了開關(guān)損耗，同時(shí)也減小發(fā)熱。
AHB拓?fù)涞奶攸c(diǎn)及優(yōu)勢(shì)
AHB拓?fù)洳粚?duì)稱半橋里面的變壓器勵(lì)磁電感和諧振電容器均參與存儲(chǔ)能量，與反激式轉(zhuǎn)換器相比，會(huì)縮小部分體積；AHB結(jié)合了反激變換器及不對(duì)稱半橋的優(yōu)點(diǎn)，利用勵(lì)磁電流實(shí)現(xiàn)開關(guān)管ZVS的同時(shí)，利用諧振電流實(shí)現(xiàn)了次級(jí)整流二極管ZCS；AHB適合寬電壓輸出，相比LLC拓?fù)洌赑D快充等輸出電壓變化范圍寬的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)巨大，成本優(yōu)勢(shì)大；AHB開關(guān)頻率限制在相對(duì)較小范圍，對(duì)EMI濾波器的設(shè)計(jì)十分有益；AHB是適合應(yīng)用于高功率密度和具有成本效益的拓?fù)洹?/p>
AHB架構(gòu)相比LLC架構(gòu)，有如下優(yōu)點(diǎn)。第一，AHB架構(gòu)的二次側(cè)為單功率器件拓?fù)?，可以有效降低系統(tǒng)成本；第二，AHB架構(gòu)的二次側(cè)整流管電壓應(yīng)力遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)反激架構(gòu)，可以采用耐壓更低的MOS管作為整流管，極大的降低了系統(tǒng)成本和調(diào)試難度，尤其適用在PD快充等需要高輸出電壓的應(yīng)用場(chǎng)景。第三，AHB架構(gòu)中，變壓器和諧振電容共同儲(chǔ)能，變壓器體積可以有效減小。
正是基于AHB拓?fù)涞纳鲜鎏攸c(diǎn)及優(yōu)勢(shì)，使其能夠應(yīng)用在很多的單口/多口應(yīng)用、PD3.1快充上，并且目前獲得來自行業(yè)的高度關(guān)注。據(jù)充電頭網(wǎng)不完全統(tǒng)計(jì)，目前東科、英飛凌、杰華特、昂寶、立錡、通嘉等業(yè)內(nèi)知名廠商已經(jīng)或即將推出全新的AHB控制器產(chǎn)品，下面就一起來詳細(xì)了解下。
排名不分先后，按企業(yè)英文首字母排序。
DK東科
DK8710Q
DK8710Q是東科半導(dǎo)體推出的業(yè)界首款A(yù)HB合封氮化鎵芯片，內(nèi)部集成了兩顆氮化鎵開關(guān)管組成半橋，通過控制增添的開關(guān)管，回收漏感能量，實(shí)現(xiàn)主開關(guān)管的ZVS和同步整流管的ZCS，提高轉(zhuǎn)換效率，并降低功率管的應(yīng)力，減小開關(guān)損耗的同時(shí)改善電磁干擾。
DK8710Q內(nèi)置高壓?jiǎn)?dòng)和安規(guī)X2電容放電電路，待機(jī)功耗低于50mW，支持最高1MHz開關(guān)頻率，具備自適應(yīng)死區(qū)時(shí)間控制，峰值轉(zhuǎn)換效率達(dá)95%。芯片內(nèi)置高低壓輸入功率補(bǔ)償電路，在高低壓下最大輸出功率一致。
DK8710Q內(nèi)置輸出過壓保護(hù)、供電過壓，欠壓保護(hù)、過熱保護(hù)、開環(huán)保護(hù)，輸出過流保護(hù)、輸出短路保護(hù)和輸出肖特基異常保護(hù)。芯片支持150W輸出功率，可滿足現(xiàn)階段USB PD3.1 充電器 140W輸出需求。適用于PD3.1快充以及筆記本電腦適配器，電視機(jī)電源，充電器等大功率應(yīng)用。DK8710Q采用QFN8*8封裝，體積小巧且外圍元件精簡(jiǎn)，散熱能力強(qiáng)。
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Infineon英飛凌
XDPS2201
英飛凌XDPSS2201是一顆數(shù)字混合反激控制器，內(nèi)部集成600V高壓?jiǎn)?dòng)電路和高低側(cè)MOS驅(qū)動(dòng)。XDPSS2201可自家搭配IGI60F1414A1L半橋氮化鎵芯片使用，為客戶提供高集成度、高效、高性能、低溫升的氮化鎵快充解決方案。
XDPSS2201采用峰值電流模式控制，用于快速的負(fù)載響應(yīng)?；谳敵鲭娏魉阶詣?dòng)切換到突發(fā)模式運(yùn)行，支持初級(jí)側(cè)過電壓保護(hù)，待機(jī)功耗＜75mW，可通過單引腳UART界面配置參數(shù)，采用PG-DSO-14封裝，外圍元件精簡(jiǎn)。
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應(yīng)用案例：
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JOULWATT杰華特
JW1556
杰華特JW1556是一款非對(duì)稱半橋反激式控制器，采用QFN4x4-20封裝，適用于離線反激式轉(zhuǎn)換器應(yīng)用。輸入電壓范圍 2.5-38V，最高工作頻率達(dá)1.5MHz，支持65-300W快充應(yīng)用。
杰華特JW1556在重負(fù)載下工作在ZVS模式，支持Adaptive ZVS 開關(guān)，實(shí)現(xiàn)效率最優(yōu)化。在輕負(fù)載下工作在DCM模式，可提供主電源開關(guān)和輔助開關(guān)兩路輸出控制，支持高壓?jiǎn)?dòng)、X電容放電、突發(fā)模式控制、可調(diào)線路補(bǔ)償?shù)裙δ堋?/p>
JW1556 可通過單個(gè)外置電阻設(shè)置工作頻率，外圍簡(jiǎn)潔，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。芯片內(nèi)置軟啟動(dòng)功能，支持VIN OVP、VS OVP、SCP、Brown-In/Out、OTP、CS開路和短路保護(hù)等多重保護(hù)措施，提高電源系統(tǒng)的可靠性。
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應(yīng)用案例：
2、內(nèi)置AHB架構(gòu)，拆解聯(lián)想thinkplus口紅迷你100W氮化鎵充電器
JW1556B
JW1556B是杰華特針對(duì)peak load（峰值功率）優(yōu)化的型號(hào)，支持0-38V更寬輸入電壓范圍，應(yīng)用在需要1-2倍峰值功率的PC筆記本市場(chǎng)。
杰華特JW1556B很多關(guān)鍵特性與JW1556相同，如采用QFN4x4-20封裝，最高工作頻率同樣是1.5MHz，支持高壓?jiǎn)?dòng)、X電容放電、突發(fā)模式控制、可調(diào)線路補(bǔ)償?shù)裙δ堋?/p>
應(yīng)用案例：
1、拆解報(bào)告：聯(lián)想拯救者140W PD3.1氮化鎵快充充電器
Leadtrend通嘉
LD5780
充電頭網(wǎng)從廠商那邊了解到，通嘉科技的AHB控制器型號(hào)為L(zhǎng)D5780，預(yù)計(jì)于23年下半年推出，屆時(shí)充電頭網(wǎng)將會(huì)對(duì)通嘉科技的這款器件進(jìn)行詳細(xì)介紹，敬請(qǐng)期待。
On-Bright昂寶
OB2792
昂寶 OB2792是一顆AHB控制器，用于零電壓開關(guān)諧振，正常工作情況下，高側(cè)充電周期為常規(guī)峰值電流控制，低側(cè)開通周期由內(nèi)部自適應(yīng)控制環(huán)路調(diào)節(jié)。重載下，芯片在連續(xù)諧振模式下運(yùn)行，輕載時(shí)進(jìn)入頻率折返模式，實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)，降低開關(guān)損耗。
OB2792支持過壓保護(hù)，欠壓保護(hù)，過流保護(hù)，開環(huán)保護(hù)，X電容放電保護(hù)，內(nèi)部和外部過熱保護(hù)。OB2792旨在提供高效可靠的開關(guān)電源解決方案，適用于90W以上的應(yīng)用場(chǎng)合。
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Richtek立錡
RT7795
在今年的2023終端融合快充（UFCS）主題演講上，立錡科技介紹了公司最新推出的RT7795 AHB控制器產(chǎn)品，適用于大功率氮化鎵快充電源設(shè)計(jì)。RT7795預(yù)計(jì)于今年第四季度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，屆時(shí)充電頭網(wǎng)再對(duì)這款產(chǎn)品進(jìn)行詳細(xì)介紹，敬請(qǐng)期待。
充電頭網(wǎng)總結(jié)
新USB PD3.1快充標(biāo)準(zhǔn)功率上限的提升擴(kuò)大快充應(yīng)用場(chǎng)景，蘋果推出支持140W快充的MacBook Pro，越來越多的用戶對(duì)多設(shè)備同時(shí)大功率快充產(chǎn)生需求，大功率快充技術(shù)因市場(chǎng)需求的不斷刺激得以革新發(fā)展。
AHB拓?fù)湓诖蠊β孰娫丛O(shè)計(jì)上可以降低電路難度、系統(tǒng)成本更低，并且體積功率密度可以做得更優(yōu)，這無論是對(duì)工程師還是消費(fèi)者來說都會(huì)更友好。和LLC拓?fù)湎啾?，AHB拓?fù)湓谌諠u嚴(yán)苛的設(shè)計(jì)要求下可以說是對(duì)前者的彌補(bǔ)，讓大功率電源設(shè)計(jì)有更多選擇余地。
AHB拓?fù)涑晒ι逃貌@得關(guān)注，充分證明了其性能及優(yōu)點(diǎn)，為大功率電源設(shè)計(jì)提供了全新選擇。同時(shí)以東科、英飛凌等廠商為代表率先推出AHB控制器產(chǎn)品，不僅豐富了這一新興拓?fù)浞桨干系目蛇x性，同時(shí)對(duì)大功率電源市場(chǎng)的發(fā)展也起到積極推動(dòng)作用。
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