前言

在過去幾年內(nèi)，氮化鎵在PD快充中的滲透率逐步提升，氮化鎵的應(yīng)用范圍和功率不斷增加。很快從手機(jī)快充拓展到其它消費(fèi)類產(chǎn)品中，各種移動設(shè)備、電動設(shè)備、可穿戴設(shè)備的大面積普及，市場上涌現(xiàn)了一堆充電協(xié)議和PD充電器。而內(nèi)置氮化鎵芯片的充電器擁有小體積、高性能、協(xié)議多、節(jié)能高達(dá)40%等的特點(diǎn)，可以很好解決充電器的能效比、兼容性、便攜性等問題，方便了消費(fèi)者日常使用與出行攜帶，擴(kuò)大了搭載氮化鎵芯片的充電市場。

什么是氮化鎵

氮化鎵是國內(nèi)常說的第三代半導(dǎo)體材料的一種，由氮和鎵兩種離子組成的一種半導(dǎo)體材料，它具有能量帶隙寬、原子鍵強(qiáng)、熱導(dǎo)率高、化學(xué)穩(wěn)定性好（幾乎不被任何酸腐蝕）和抗輻照能力強(qiáng)等性質(zhì)，GaN在高溫下依然能夠表現(xiàn)出優(yōu)異的開關(guān)性能，這保證了GaN功率器件在不同溫度、電流以及開關(guān)速度下均能保持極小的開關(guān)損耗。本質(zhì)是將多種電力電子器件整合到一個氮化鎵芯片上，能有效提高產(chǎn)品充電速度、能效比、可靠性和降低產(chǎn)品成本。

氮化鎵有哪些好處

氮化鎵的出現(xiàn)，降低了產(chǎn)品成本。擁有元件數(shù)量少，易于調(diào)試、可以高頻工作實現(xiàn)高轉(zhuǎn)換效率等的優(yōu)勢，搭載氮化鎵的充電器可以簡化設(shè)計，降低氮化鎵快充的開發(fā)難度，助力實現(xiàn)小體積高效率的氮化鎵快充設(shè)計。氮化鎵內(nèi)置多種功能，可以大幅度減少產(chǎn)品的設(shè)計復(fù)雜程度和減少多余器件的使用，在提高空間利用率的同時降低了生產(chǎn)難度，也有助于降低成本，加快出貨。

必易微氮化鎵方案

必易微KP2202

必易微的氮化鎵直驅(qū)控制芯片KP2202方案，該方案的芯片內(nèi)置高壓啟動功能并集成EMI優(yōu)化技術(shù)，AC輸入掉電檢測與X電容放電功能；芯片擁有±1%恒壓精度；超低啟動/工作電流，待機(jī)功耗小于30mW；支持谷底鎖定模式。此外，芯片擁有不俗的性能表現(xiàn)，超寬的供電范圍和成熟的保護(hù)功能，適合各種小體積高能效的氮化鎵充電器的開發(fā)與應(yīng)用。

必易微KP2202詳細(xì)資料

必易微KP2202最高工作頻率分500kHz、300kHz、140kHz三檔可調(diào)；通過峰值電流抖動實現(xiàn)抖頻功能優(yōu)化系統(tǒng)EMC；超寬VDD供電范圍10-112V，非常適合款電壓輸出應(yīng)用場合；芯片集成完善全面的保護(hù)功能，內(nèi)置驅(qū)動器可驅(qū)動CoolMos和GaN開關(guān)管，外置OTP等全面的保護(hù)功能，為系統(tǒng)提供更可靠的保護(hù)。

應(yīng)用案例

據(jù)充電頭網(wǎng)了解，必易微的氮化鎵芯片已經(jīng)被酷科、馬拉松、海備思、特極克等數(shù)款知名品牌的數(shù)十個產(chǎn)品采用。

（以下應(yīng)用案例排序按照品牌首字母排序、不分排名先后）

Lighter酷科Lighter

酷科Lighter 65W超薄氮化鎵快充

CukTech酷科Lighter 65W超薄充電器不僅基于氮化鎵黑科技設(shè)計，而且做得和餅干般小巧扁平，加上配備可折疊插腳，十分適合經(jīng)常商務(wù)出行人士使用。充電器支持QC2.0/3.0、AFC、FCP、PD3.0快充協(xié)議，具備5-20V齊全電壓檔位，滿足筆記本電腦充電需求，對移動電源充電也是非常合適的。

充電器采用了必易微KP2202和南芯SC3503初次級控制器組合的高頻QR電源方案，氮化鎵器件采用納微NV6134A，偉詮協(xié)議芯片通過光耦反饋控制輸出電壓。充電器內(nèi)部采用了知名品牌綠寶石的電解電容和固態(tài)電容進(jìn)行輸入輸出濾波，用料均來自知名大廠，扎實可靠。

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MARASON馬拉松

馬拉松65W 2C1A氮化鎵充電器

馬拉松65W 2C1A快充充電器并沒有在外殼上標(biāo)明氮化鎵字樣，但通過充電頭網(wǎng)的拆解可知，其內(nèi)部應(yīng)用了氮化鎵功率器件，同時也正得益于氮化鎵技術(shù)的應(yīng)用，整個充電器的體積得到優(yōu)化，相較傳統(tǒng)同規(guī)格電源，更為小巧、便攜。

在用料方面，馬拉松這款65W氮化鎵快充充電器的核心器件均來自國產(chǎn)品牌，其中AC-DC控制器采用的是必易微KP2202+KP4060組合，技術(shù)成熟、性能穩(wěn)定；氮化鎵功率器件選用的是英諾賽科INN650D02，次級側(cè)搭配維安同步整流MOS；兩路二次降壓選用智融科技的明星方案SW3516H，高度集成、外圍精簡。

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SWITCH海備思

海備思SWITCH帶HDMI口65W 1A1C氮化鎵充電器

海備思推出的這款USB-C充電器使用折疊插腳設(shè)計，方便攜帶和使用。這款充電器支持65W輸出功率，可滿足SWITCH游戲機(jī)和筆記本電腦充電，并且滿足充電時視頻輸出和USB-A接口擴(kuò)展，免去外接擴(kuò)展塢，方便使用。

這款充電器內(nèi)部采用兩塊PCBA獨(dú)立設(shè)計，分別對應(yīng)電源方案和視頻轉(zhuǎn)接功能。電源模塊采用必易微主控方案搭配英諾賽科氮化鎵開關(guān)管，采用智融SW2303協(xié)議芯片控制輸出電壓。視頻轉(zhuǎn)接功能采用睿思科技FL7102和普瑞PS176視頻轉(zhuǎn)換芯片實現(xiàn)HDMI以及USB-A接口擴(kuò)展。

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TEGIC特極客

僅12.5mm厚，65W PD餅干快充新紀(jì)錄，特極客超薄氮化鎵充電器拆解

TEGIC特極客65W充電器是一款采用超薄設(shè)計的充電器，充電器內(nèi)置平面變壓器及筆形電容，配合折疊插腳，輕薄的機(jī)身非常方便夏天攜帶。充電器為單USB-C接口設(shè)計，輸出支持QC2.0/3.0快充協(xié)議，還支持5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A輸出以及5-21V3A一組PPS電壓檔位，能很好的滿足手機(jī)和電腦的快充需求。

充電頭網(wǎng)通過拆解了解到，這款充電器采用了納微新款支持GaNSense無損電流采樣技術(shù)的GaNFast氮化鎵功率芯片，搭配必易微KP2202高頻驅(qū)動器，同步整流采用杰華特JW7726B高頻同步整流控制器配合平面變壓器打造超薄的電源設(shè)計。電源內(nèi)部使用永銘KCX以及NPX快充專用電容，體積小，可靠性高。充電器PCB采用導(dǎo)熱硅脂覆蓋，殼體內(nèi)部使用石墨導(dǎo)熱貼進(jìn)行散熱，整體性能得到保證。

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充電頭網(wǎng)總結(jié)

GaN作為第三代半導(dǎo)體之一，從快充行業(yè)迅速發(fā)展開始，逐漸拓展到戶外儲能、通訊、工業(yè)等領(lǐng)域上。氮化鎵技術(shù)也是提高整個系統(tǒng)性能的關(guān)鍵之一，是創(chuàng)造出接近“理想開關(guān)”的電路構(gòu)件，即一個能將最小能量的數(shù)字信號，轉(zhuǎn)化為無損功率傳輸?shù)碾娐窐?gòu)件，在充電器上的應(yīng)用可提升轉(zhuǎn)換效率和提高功率密度，這對于注重能效，節(jié)能減排的今天，有著至關(guān)重要的意義。

必易微的氮化鎵方案能夠憑借氮化鎵卓越的開關(guān)特性，可以高頻工作實現(xiàn)高轉(zhuǎn)換的效率。同時氮化鎵的加持可以讓芯片外圍器件數(shù)量減少，降低產(chǎn)品的成本和重量，實現(xiàn)產(chǎn)品的小型化和輕量化，降低廠商的研發(fā)周期，加快產(chǎn)品調(diào)試和上市。更方便便攜的產(chǎn)品有助于提升用戶體驗。