前言

潤新微推出了一款雙管反激(QR Turbo)拓撲的氮化鎵開關電源DEMO,這款DEMO采用PFC+QR Turbo+同步整流拓撲,搭配使用了潤新微RX65T300PS2H和RX65T300HS2A兩款氮化鎵開關管,并使用同步整流,提高轉換效率。這款開關電源DEMO采用長方形造型,滿足適配器應用。

這款電源DEMO額定輸入電壓范圍為176~264Vac,輸出規格為24V10A,額定輸出功率為240W,滿載轉換效率達到了94%。下面充電頭網就對潤新微這款240W電源DEMO進行解析,介紹電源方案的設計和用料。

潤新微240W電源方案DEMO外觀

這款電源DEMO的PCBA為長條形設計,輸入端焊接電源接線柱,兩級EMI濾波電路,依次為PFC和開關電源電路,在中間區域設有濾波電容。

輸出端設有一塊散熱片,設有固態電容和電解電容濾波,并設有一顆濾波電感。

PCBA模塊正面一覽,左側為EMI濾波電路,整流橋,PFC升壓電感,高壓濾波電容,右側焊接變壓器和輸出濾波電容。

PCBA模塊背面焊接PFC控制器,開關電源控制,氮化鎵開關管和同步整流控制器。

測得PCBA模塊長度約為233mm。

PCBA模塊寬度約為42mm。

PCBA模塊高度約為25mm。

測得模塊重量約為283g。

潤新微240W電源方案DEMO解析

輸入端焊接接線端子。

PCBA模塊側面一覽,輸入端焊接綠色NTC熱敏電阻。

另一側輸入端焊接黃色壓敏電阻。

電源輸入端接線端子特寫。

輸入端保險絲來自誠潤,規格為5A 250V。

輸入端壓敏電阻型號ZVR10D561K,用于浪涌保護。

NTC熱敏電阻用于抑制上電的浪涌電流。

共模電感采用漆包線和絕緣線繞制。

安規X2電容來自科尼盛,規格為0.47μF。

第二級共模電感采用扁銅線繞制。

另一顆壓敏電阻型號HVR10D391,與左側貼片氣體放電管串聯,用于過壓保護。

兩顆安規Y電容特寫。

PCBA模塊背面焊接兩顆貼片放電管,用于浪涌過電壓保護。

整流橋固定鋁片散熱器。

在濾波電感兩側為薄膜電容。

薄膜濾波電容來自捷威,規格為1μF450V。

PFC控制器來自MPS,型號MP44014,運行于臨界導通模式,具備極低的啟動電流和低靜態電流,具備精密可調的輸出過壓保護。

在散熱片上固定PFC開關管和PFC整流管。

PFC開關管來自潤新微電子,型號RX65T300PS2H,是一顆Cascode級聯結構的氮化鎵開關管,器件耐壓為650V,導阻240mΩ,采用TO220封裝。RX65T300PS2H支持20V柵極電壓,可兼容傳統控制器,簡化驅動電路,同時柵極耐壓有足夠的裕量應對開關過程中的電壓過沖等不利因素,避免造成器件的潛在損傷和失效。

潤新微RX65T300PS2H資料信息。

PFC升壓電感采用利茲線繞制。

PFC整流管來自揚杰,型號MUR2060CT,是一顆超快恢復二極管,規格為600V 20A,采用TO220封裝。

ES5J二極管用于PFC旁路。

高壓濾波電容來自永銘,規格為100μF450V,兩顆并聯。

電源主控芯片來自必易微,型號KP2202,芯片內置高壓啟動,集成X電容放電,支持500KHz開關頻率,支持搭配氮化鎵器件使用。芯片運行于谷底導通模式,支持綠色節能模式和突發模式,待機功耗小于30mW,并且還具備完善全面的保護功能。

反激開關管同樣來自潤新微電子,型號RX65T300HS2A,是一顆Cascode級聯結構的氮化鎵開關管,器件耐壓為650V,導阻240mΩ,采用DFN8*8封裝。RX65T300HS2A支持20V柵極電壓,可兼容傳統控制器,簡化驅動電路,同時柵極耐壓有足夠的裕量應對開關過程中的電壓過沖等不利因素,避免造成器件的潛在損傷和失效。

潤新微電子 RX65T300HS2A 資料信息。

兩顆270mΩ取樣電阻用于檢測開關管電流。

隔離驅動變壓器用于驅動另一顆開關管。

另一顆氮化鎵開關管型號相同。

兩顆為主控芯片供電的濾波電容規格為10μF50V。

變壓器磁芯嚴密纏繞膠帶絕緣。

貼片Y電容來自四川特銳祥科技股份有限公司,具有體積小、重量輕等特色,非常適合應用于氮化鎵快充這類高密度電源產品中。料號為TMY1102M。

特銳祥專注于被動元器件的研發、生產及銷售,注冊資本1億元。旗下有自主電容品牌兩類:SMD TRX及DIP TY電容器,TRX將致力于陶瓷材料的研究,以拓展更多品類的應用,為客戶提供更多的解決方案。

充電頭網了解到,特銳祥貼片Y電容除了被倍思高通QC5認證100W氮化鎵快充麥多多100W氮化鎵OPPO 65W超級閃充氮化鎵充電器聯想90W氮化鎵快充努比亞65W氮化鎵充電器倍思120W氮化鎵+碳化硅PD快充充電器等數十款大功率充電器使用外,也可應用于海陸通第一衛貝爾金等品牌20W迷你快充上,性能獲得客戶一致認可

另一顆貼片Y電容料號相同。

億光 EL1019光耦用于輸出電壓反饋。

同步整流控制器絲印IBHJN,實際型號為MP6908A,來自MPS芯源半導體,最高工作頻率600KHz。支持DCM、CCM、QR、ACF多種工作模式,支持高側和低側應用,具備振鈴檢測防止誤開通。

在散熱片上固定兩顆同步整流管。

同步整流管來自華潤微,型號CRST073N15N,NMOS,耐壓150V,導阻6.2mΩ,采用TO220封裝。

輸出端焊接濾波固態電容,濾波電解電容和濾波電感。

兩顆濾波固態電容來自永立,規格為1000μF35V。

一顆電解電容來自米朗,規格為35V1000μF。

輸出磁環濾波電感特寫。

充電頭網總結

通過對潤新微這款240W電源方案DEMO進行解析后發現,這款電源方案采用了MPS的MP44014 PFC控制器和MP6908A 同步整流控制器,使用潤新微RX65T300PS2H氮化鎵開關管。開關電源為雙管反激架構,采用必易微KP2202用于開關電源控制,使用兩顆潤新微RX65T300HS2A氮化鎵開關管,并使用隔離變壓器進行上管驅動。

電源輸入端設有壓敏電阻,內部多處使用氣體放電管進行過壓保護,提升浪涌保護能力。PFC開關管,整流管和同步整流管均設有散熱片,可通過加裝散熱片,提升散熱性能,降低大功率輸出的溫升。雙管反激電源方案搭配氮化鎵開關管,可以做到與LLC拓撲接近的轉換效率,并具備成本優勢。

潤新微氮化鎵開關管具有DFN5*6,DFN8*8與TO220多種封裝形式,產品技術成熟,柵極驅動電壓安全區間大,應用簡單,并已通過JEDEC可靠性測試,產品滿足消費電子,工業電子和汽車電子應用需求。