前言

充电头网拿到了梵塔推出的一款小体积大功率快充电源DEMO,这款DEMO基于PFC+LLC+SR高效架构设计,支持90-265V宽电压输入以及29V5A输出,最大输出功率145W。

并使用了梵塔FAN6631+FAN6886+FAN6225全套方案,也正是得益于整套方案,电源的效率表现十分出色,230VAC输入下的满载效率高达95.5%。此外DEMO实物三围仅69.46*68.83*21.93mm,是笔记本等设备的理想出行电源,可大大降低用户的出行携带成本。下面就带来这款电源的解析,一起看看内部的方案和用料。

梵塔145W PD快充电源DEMO外观

梵塔145W PD快充电源DEMO主板正面器件布局紧凑,输出端预留接口焊盘,可方便客户灵活设计接口配置。

主板正面设有延时保险丝、共模电感、高压滤波电解电容、PFC升压电感、谐振电容、谐振电感、变压器等器件。

主板背面设有PFC控制器、PFC开关管、LLC控制器、氮化镓半桥芯片、同步整流控制器、同步整流管等器件。

实测DEMO长度为69.46mm。

宽度为68.83mm。

厚度为21.93mm。

另外测得DEMO重量约为140g。

梵塔145W PD快充电源方案解析

主板前端设有延时保险丝、NTC热敏电阻、四颗高压滤波电解电容等器件。

侧面设有二级共模电感以及安规X2电容,左侧二级共模电感包裹绝缘胶带保护。

延时保险丝规格为4A250V,绿色NTC热敏电阻用于抑制上电浪涌电流。

输出端一览,中间区域设有整流小板、滤波电感以及滤波电容。

两颗滤波电容来自KYET科雅电子,规格为1μF450V。右侧滤波电感外套热缩管绝缘保护。

PFC控制器采用梵塔FAN6631,这是一款高性能、高集成度的多模式PFC控制器,具有高效率、低THD、EMI特性好等优点,主要应用于Boost PFC变换器。

FAN6631支持连续导通模式(CCM)、临界导通模式(CRM)和断续导通模式(DCM)运行。CCM 模式可以有效减小电感电流峰值,提升磁件利用率;DCM模式根据实际电流切换不同的Drain电压振荡谷底数,优化小电流时的开关频率,三种模式在一个工频半波内自适应切换,变换器效率优化。

FAN6631集成丰富的功能,可针对实际场景应用优化设计。有源桥驱动功能有益于降低交流输入整流损耗;X-Cap放电功能及内置环路可精简IC外围设计,除此之外,FAN6631 还支持 IC 外围电阻设置开启/关闭CCM 及阈值调整,以提升系统效率。

FAN6631内置CCM抖频技术,使得芯片具有良好EMI性能。同时芯片集成了丰富的保护功能,包括:逐周期过流保护(OCP),过功率限制(OLP),VCC欠压锁定(UVLO),内部过温保护(OTP),过电压保护(OVP)等。

PFC开关管采用润新微RX65T125HS2A,耐压为650V,导阻125mΩ,栅极支持20V耐压,器件符合RoHS规范,内部无卤素,采用QFN8*8封装。

另一侧设有谐振电感、变压器以及输出滤波固态电容等器件。

LLC控制器采用梵塔FAN6886,这是一款数模混合半桥LLC控制器,基于电流模式控制策略,系统稳定性良好且动态特性优化。

FAN6886内置MTP,通过上位机配置电性指标,可实现系统性能全面优化;IC具有自适应死区调节功能,减小死区期间的损耗,提高系统效率;并且,轻载时采用智能Skip模式,等效降低开关频率以优化轻载效率,同时,Skip模式的加入可有效降低进入Burst 工作的功率点,改善轻载纹波和Burst噪音。

在超轻载及空载状态下,采用 Burst 模式,关闭诸多电路模块,进入待机模式,降低控制器的工作电流,实现损耗优化,Burst 模式下可配置开启控频运行及Burst Soft ON/OFF,实现非音频敏感区下低噪音运行。

FAN6886具有全面的保护功能,供电UVLO保护、母线电压 Brown-out 保护、输出过压保护、逐周期过流保护、输出短路保护、过功率保护、开环保护、外部过温保护、内部过温保护、以及LLC容性模式保护等。 不同版本,其保护方式可以灵活选择(锁死、不锁死),或者通过上位机灵活配置。

LLC开关管来自纳芯微,丝印NSG65N15AD。

亿光EL 1019光耦和特锐祥TMY1101K贴片Y电容。

同步整流控制器采用梵塔FAN6225,是一款高可靠性智能双通道同步整流控制器,应用于半桥LLC谐振变换器的输出侧整流,可 实现对MOSFET的优化控制,取代肖特基二极管,提高半桥LLC变换器的效率。

FAN6225具有轻载模式功能,实现LLC Skip模式下针对性优化,改善Skip_OFF下HB震荡时,SR误触发开通问题。FAN6225具有节能模式,当负载电流降低到一定程度时,将栅极驱动及非必要电路关闭,从而将IC损耗电流限制在110uA以下。

FAN6225的快速关断能力可支持连续导通模式(CCM)和断续导通模式(DCM)工作。IC集成度高,外围设计精简,采用SOP-8和ESOP-8两种封装,后者封装热阻小,散热改善。

两颗同步整流管采用AGMsemi芯控源AGMH056N08A,NMOS管,耐压85V,导阻4.8mΩ,采用PDFN5*6封装。

两颗输出滤波固态电容来自永铭,规格均为35V470μF。

充电头网总结

充电头网通过解析发现,梵塔145W PD快充电源DEMO采用了FAN6631+FAN6886+FAN6225全套方案设计。这是一套高效、高集成度的电源解决方案,集成丰富保护功能,外围设计精简,兼具高效率、低损耗和高可靠性,适用于高性能电源设计。

同时输出端做了预留设计,可根据需求设计DC或USB-C输出,也从侧面证明了梵塔的电源方案具有很好的适配性。并且在梵塔这套方案的加持下,DEMO整体尺寸做的也很小,解决大功率电源核心痛点之一,为电源产品设计提供新选择。