65W输出功率的PD快充,是现阶段手机和电脑支持非常广泛的一个功率段,不仅可以为电脑提供快速充电,还可以支持手机的3.3-11V 5A PPS快充,或者支持3.3-16V 3.25A PPS快充,可以为手机提供大功率快速充电,是现在非常普及的一个主流功率段。
65W功率的快充,不仅是快充厂商非常关注,不断推出新品,电源芯片原厂也非常注重这个市场。华源半导体推出了一款65W的快充电源方案,使用HY1602D多模式反激控制器配合HY913B数字自适应同步整流控制器,并使用华源超结MOS管,实现了小体积高性能的设计。
通过紧凑的设计和多块PCB组合的工艺,这款快充方案的功率密度达到了1.55W/cm³,和氮化镓快充的功率密度几乎持平,同时具有明显的成本优势。
一、华源半导体65W超级硅PD快充参考设计外观
华源半导体65W参考设计采用两块小板与大板组合焊接的方式。输出母座及协议芯片焊接在一块小板上,同步整流控制器和同步整流管单独焊接在一块小板上,提高空间利用率,减小充电器体积。
华源半导体65W参考设计一览,元器件布局规整,空间利用率很高。电路板上大部分区域为初级元件,次级得益于采用小板垂直焊接,只占了很小一部分空间。
参考设计背面,上半部分为电源的输入整流及滤波电路,下半部分为初级控制器和开关管等元件。华源这款方案是控制器+MOS管分开的设计,虽然说相比氮化镓合封器件数多了一些,但还是非常精简的。
使用游标卡尺测量华源65W参考设计,长度为46.93mm。
宽度为36.92mm。
高度为24.19mm。
体积仅为苹果67W充电器的1/3左右。
将华源65W参考设计拿在手上,体积十分小巧。
测得华源65W参考设计重量仅为52.5g。
二、华源半导体65W超级硅PD快充参考设计解析
得益于多模式控制器的使用,能够实现体积与效率的优化,华源65W超级硅PD快充还是很有竞争力的。
华源65W参考设计,从右到左依次是输入保险丝,X电容,共模电感,整流桥和滤波电容。
另外一侧依次是PWM供电电容,变压器和同步整流小板。
PWM芯片供电电容来自永铭,耐压100V,10μF容量。
初级高压滤波电解电容来自永铭,KCX系列,耐压400V,27μF容量。
初级PWM控制器采用华源半导体 HY1602D,是一颗智能多模式反激控制器,集成丰富的保护特性,包括线损补偿、环路补偿、变压器短路保护、输出过压保护、过热保护、欠压过压保护和取样电阻短路保护。
华源HY1602D控制器支持副边反馈,内置环路补偿,外围元件精简。芯片内置抖频改善EMI性能,同时内置的自适应栅极驱动器可平衡开关损耗和EMI,驱动输出电压钳位为12V,支持输出功率限制安全要求。华源HY1602D具有极低的待机功耗和低启动电流,采用SOT23封装。
初级开关管采用华源半导体 HYM65N280超结MOS管,耐压650V,导阻280mΩ,采用TO252封装。
华源半导体HYM65N280专为高性能开关电源应用优化,提升EMI性能和效率。具有超低的米勒电容,可降低开关速度延迟,提供更高的开关速度。总栅极电荷得到优化,具有提升的电压上升率。支持宽范围温度应用,可与华源的控制器共同使用,支持CCM和DCM开关应用。
同步整流控制器同样来自华源半导体,为HY913B,是一颗数字自适应多模式低侧同步整流控制器,无需辅助绕组供电。
华源半导体HY913支持DCM、CCM、PFM和QR多种工作模式,供电电压范围为3-25V,具有自适应预关闭驱动以加快关闭过渡,支持可选的最小关断时间,启动时驱动下拉,10nS关断延时,轻载时Green Mode关闭驱动等功能。驱动电压钳位8V,适配多种同步整流管。
同步整流管来自威兆半导体,型号VSP008N10MSC,NMOS,耐压100V,导阻6mΩ,采用DFN5*6封装。
输出电压采用EL1018光耦反馈调节。
输出滤波电容采用永铭NPX系列固态电容,耐压25V,820μF容量。
USB-C输出接口特写,卷边设计,过孔焊接,黑色胶芯不露铜。
充电头网总结
65W快充具有非常广泛的应用,无需使用PFC,成本和体积都可以很好的控制,具有高性价比,易于开发等优势。出货量大,方案成熟,可以说是兵家必争之地。华源半导体推出的65W快充方案,采用数字多模式控制,具有小体积高性能优势。
通过华源半导体的65W超级硅快充方案展示,这款快充参考设计使用了华源半导体的电源芯片以及华源的超级硅开关管。华源的超级硅开关管针对华源的开关电源进行了优化设计,可获得更佳的性能及体验,满足消费者对快充产品的高性价比追求。
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