前言

近年來,氮化鎵(GaN)技術(shù)以其高頻率、低導(dǎo)通與開關(guān)損耗、高功率密度的天然優(yōu)勢,成為充電器小型化和效率提升的關(guān)鍵路徑。合封氮化鎵芯片在此基礎(chǔ)上進一步把高壓驅(qū)動與開關(guān)器件高度集成,能顯著縮減外部元件數(shù)量與PCB體積,降低傳導(dǎo)與輻射噪聲并優(yōu)化熱管理,從而在保持高功率輸出的同時實現(xiàn)更小、更輕、更高效的充電器設(shè)計。

智融科技作為深耕快充與電源管理領(lǐng)域的技術(shù)企業(yè),此前已推出了其合封氮化鎵產(chǎn)品線SW112x系列以及SW1118J,并已被綠聯(lián)、安克等一線品牌采用,推出小型且性價比高的快充充電器。此次推出了全新的型號SW1188H / SW1188HS,導(dǎo)通電阻相比上代進一步降低,可助力實現(xiàn)更小、更高效且更可靠的高功率密度充電器設(shè)計。

接下來充電頭網(wǎng)將詳細介紹一下智融科技最新推出的合封氮化鎵SW1188H/ SW1188HS,同時為助力廠商縮短驗證周期、降低調(diào)試風(fēng)險并快速實現(xiàn)產(chǎn)品量產(chǎn),智融科技也基于該芯片推出了幾款快充方案,充電頭網(wǎng)也將簡要介紹一下。

智融SW1188H

SW1188H 是智融科技為高密度 AC-DC 適配器與充電器設(shè)計而推出的一款高集成度準諧振反激控制器,內(nèi)部集成 700V GaN 功率開關(guān),導(dǎo)通電阻為 200 mΩ,以峰值電流模式驅(qū)動,支持 8V–90V 超寬 VDD 供電范圍。

SW1188H 面向 PD/寬輸出檔位適配器的需求,既把開關(guān)元件與驅(qū)動高度集成以降低器件數(shù)量與系統(tǒng)尺寸,又通過低導(dǎo)通電阻與準諧振工作有效降低開關(guān)損耗,從而在保證高功率密度的同時提升轉(zhuǎn)換效率與熱性能。SW1188H 采用 ESOP-10W 封裝,便于小型電源設(shè)計的熱管理與布板。

在控制與工作模式上,SW1188H 支持準諧振(QR)、斷續(xù)導(dǎo)通(DCM)與突發(fā)(BURST)多種工作態(tài),通過智能谷底鎖定與 ZCD 采樣實現(xiàn)谷底導(dǎo)通以最小化開關(guān)損耗,當(dāng)負載變輕時芯片會自動降頻或進入突發(fā)模式以優(yōu)化輕載效率。SW1188H 還內(nèi)置軟啟動、動態(tài)驅(qū)動能力調(diào)整、最小開關(guān)頻率與最大開通時間限制,并允許通過外部元件對關(guān)斷延遲與導(dǎo)通時刻做微調(diào),方便工程師在不同拓撲與變壓器設(shè)計中進行性能折中與穩(wěn)定性優(yōu)化。

SW1188H 還配備了完善的保護機制,集成了齊備的自保護與故障響應(yīng)機制,包括 Brown-out、VDD 欠/過壓、輸出過/欠壓、逐周期限流、過載、CS 開路、片內(nèi)/片外過溫保護等,適用于快充適配器、充電器、AC-DC開關(guān)電源等領(lǐng)域。

智融SW1188HS

除此之外,針對小型化私模定制框架設(shè)計,智融科技還提供SW1188HS型號,采用QFN5x6封裝。

智融科技為 SW1188H 開發(fā)了若干 demo ,可幫助終端廠商快速完成功能驗證并加速量產(chǎn)。下面充電頭網(wǎng)將對此做一番簡要介紹。

SW1188H+SW1608+SW2303H

該方案配置單個 USB-C 接口,支持最高 45 W 快充輸出,整機三維尺寸為42.71x32.97x23.62mm,重量約為44g,功率密度達到了1.35 W/cm³。

該方案采用智融科技全套芯片組合設(shè)計,分別是合封氮化鎵芯片SW1188H、同步整流控制器SW1608和協(xié)議芯片SW2303H。其中,SW1188 系列作為集成氮化鎵的準諧振反激變換器,負責(zé)主功率的高效轉(zhuǎn)換,并通過多模式動態(tài)調(diào)節(jié)與頻率抖動技術(shù)優(yōu)化轉(zhuǎn)換效率、抑制 EMI 干擾;SW1608 作為同步整流驅(qū)動控制器,可顯著降低整流損耗并提升系統(tǒng)能效,同時具備智能導(dǎo)通檢測以防誤導(dǎo)通;SW2303 系列則作為 USB-C 協(xié)議芯片,集成主流快充協(xié)議,提供穩(wěn)定的多檔快充支持,并結(jié)合完善的過流、過壓等保護機制,確保系統(tǒng)安全與可靠性。

根據(jù)相關(guān)測試報告,可以看出這款方案輸入電壓范圍為 90-264V,頻率 47-63Hz,覆蓋常見電網(wǎng)規(guī)格;輸出支持 5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A 模式,效率在 115V 輸入時達 93.74%,230V 輸入時達 94.34%,紋波小于 200mV@100V,過流保護、輸出短路保護等安全指標(biāo)均達標(biāo),初級 GaN 應(yīng)力最大 584V,SR MOSFET 應(yīng)力最大 81.6V,EMI 符合 EN55032B 標(biāo)準。

效率與紋波測試顯示,空載功耗在 230V 輸入時為 72mW,符合要求;負載狀態(tài)下,20V3.25A、15V3A、12V3A、9V3A、5V3A 模式在不同電壓輸入時均有較好效率表現(xiàn),在230V輸入20V3.25A 滿載效率達到最高,為94.34%,紋波隨負載和輸入電壓變化,最高為 194mV。

SW1188H+SW1608+SW3516P*2

該方案配備兩個 USB-C 接口和一個 USB-A 接口,支持單口最高 65W 快充輸出,多口輸出時按需動態(tài)分配功率,任一 USB-C 接口均可實現(xiàn) 65W 輸出。整機三維尺寸為 48.51 × 49.01 × 21.22 mm,重量約 61.2 g,功率密度約 1.29 W/cm³。

在芯片選型上,方案采用智融科技 SW1188H、SW1608 與 SW3516P 的組合設(shè)計。其中,SW1188H 作為集成氮化鎵的準諧振反激變換器,承擔(dān)主功率轉(zhuǎn)換任務(wù),并通過多模式動態(tài)調(diào)節(jié)與頻率抖動技術(shù)優(yōu)化轉(zhuǎn)換效率與抑制 EMI;SW1608 作為同步整流驅(qū)動控制器,可有效降低整流損耗并提升系統(tǒng)能效,同時具備智能導(dǎo)通檢測以防止誤導(dǎo)通;采用兩顆 SW3516P 芯片分別用于管理 USB-A 與兩個 USB-C 輸出口的多協(xié)議快充控制,兼容多種充電協(xié)議,并通過獨立限流保護確保多口同時輸出時的安全與穩(wěn)定。

根據(jù)相關(guān)測試報告,這款方案輸入電壓范圍為 90-264V,頻率 47-63Hz,覆蓋常見電網(wǎng)規(guī)格;輸出支持 5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A 模式,效率在115V輸入時達 94.06%,230V 輸入時達 94.56%,紋波小于150mV@100V,過流保護、輸出短路保護等安全指標(biāo)均達標(biāo),初級GaN應(yīng)力最大634V,SR MOSFET 應(yīng)力最大 81V,EMI 符合EN55032B 標(biāo)準。

230V輸入 65W滿載輸出 垂直3M

230V輸入 65W滿載輸出 水平3M

SW1188H+SW1608+SW3516P*2

該方案配備兩個 USB-C 接口與一個 USB-A 接口,采用智融科技 SW1188H、SW1608 與 SW3516P 的芯片組合設(shè)計。其中,SW1188J 作為集成氮化鎵的準諧振反激變換器,承擔(dān)主功率的高效轉(zhuǎn)換,并通過多模式動態(tài)調(diào)節(jié)與頻率抖動功能優(yōu)化系統(tǒng)效率、抑制 EMI 干擾;SW1608 作為同步整流驅(qū)動控制器,有效降低整流損耗并提升整體能效,同時內(nèi)置智能導(dǎo)通檢測以防止誤導(dǎo)通;SW3516P 則負責(zé)各輸出口的多協(xié)議快充管理,支持多種充電協(xié)議,為設(shè)備提供穩(wěn)定高效的多檔快充支持,并結(jié)合全面的保護機制確保系統(tǒng)的安全性與可靠性。整機三維尺寸為 61.91 × 32.31 × 23.53 mm,重量約 63 g。

根據(jù)相關(guān)測試報告,這款方案輸入電壓范圍為 90-264V,頻率 47-63Hz,覆蓋常見電網(wǎng)規(guī)格;輸出支持 5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A 模式,效率在115V輸入時達 93.46%,230V 輸入時達 94.13%,紋波小于150mV@100V,過流保護、輸出短路保護等安全指標(biāo)均達標(biāo),初級GaN應(yīng)力最大630V,SR MOSFET 應(yīng)力最大 83V,EMI 符合EN55032B 標(biāo)準。

230V輸入 65W滿載輸出 垂直3M

230V輸入 65W滿載輸出 水平3M

充電頭網(wǎng)總結(jié)

智融科技最新推出的合封氮化鎵 SW1188H / SW1188HS 在繼承前代高集成化優(yōu)勢的同時,通過降低功率開關(guān)導(dǎo)通電阻并優(yōu)化準諧振控制策略,有效提升了導(dǎo)通與開關(guān)損耗性能,改善熱管理表現(xiàn),進而在保證高功率輸出的前提下實現(xiàn)更小的體積、更輕的重量與更高的功率密度。配套的 SW1608、SW2303/ SW3516P 等外圍芯片與完整的 demo 套件,使得從樣機驗證到量產(chǎn)導(dǎo)入的路徑更加順暢,可有效縮短研發(fā)周期并降低工程風(fēng)險。

從產(chǎn)品實現(xiàn)角度看,SW1188H / SW1188HS 不僅適配 45W—65W 等主流快充檔位的單口與多口方案,還能通過低導(dǎo)通電阻帶來的熱裕量為更高持續(xù)功率或更緊湊的散熱方案提供空間;芯片所支持的多模式工作與智能谷底導(dǎo)通技術(shù),則有助于在不同負載工況下兼顧輕載效率與 EMI 表現(xiàn),滿足實際產(chǎn)品對能效、兼容性與合規(guī)測試的要求。

當(dāng)前合封氮化鎵的快速推進代表了充電器設(shè)計正從集成度更高的方向演進,廠商越來越重視通過器件集成度與參考設(shè)計來降低 BOM、縮短開發(fā)周期并提升產(chǎn)品差異化競爭力。SW1188H / SW1188HS此類高度集成且提供完善生態(tài)支持的器件,將進一步促進中小型品牌與代工廠在體積、成本與性能之間取得更優(yōu)的平衡,從而推動更廣泛的 GaN 應(yīng)用落地,加速市場上高能效、小型化快充產(chǎn)品的普及。

智融科技為 SW1188H 開發(fā)了若干 demo ,可幫助終端廠商快速完成功能驗證并加速量產(chǎn)。下面充電頭網(wǎng)將對此做一番簡要介紹。

智融科技致力于為客戶打造多元化、高性能的產(chǎn)品解決方案,幫助工程師縮短產(chǎn)品研發(fā)周期,提升新品的研發(fā)效率,助力客戶實現(xiàn)PD快充產(chǎn)品的小巧化以及能效升級,以提升終端用戶的使用體驗。

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