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Acon丨杰華特JW1515H氮化鎵控制器深度分析Time:2021-08-11 Read 65W充電器以體積較小,能充電手機(jī)又能充電筆記本,獲得了廣大用戶的喜愛(ài),是氮化鎵充電器的主力出貨功率段。然而芯片方案少(主要為O公司、P公司方案)、價(jià)格高、貨期長(zhǎng)這些問(wèn)題也長(zhǎng)期困擾業(yè)界。最近,充電頭網(wǎng)了解到國(guó)內(nèi)電源芯片的領(lǐng)先企業(yè)——杰華特的1515H方案因有效解決了上述矛盾而獲得了不少一線手機(jī)、筆電廠家的關(guān)注與應(yīng)用。
充電頭網(wǎng)拿到并深度分析了杰華特JW1515H的65W氮化鎵快充參考設(shè)計(jì),JW1515H針對(duì)65W段充電器進(jìn)行了全方位的優(yōu)化:調(diào)試簡(jiǎn)單,便于開(kāi)發(fā);采用反激架構(gòu),可以降低充電器成本;同時(shí)適配45-130W應(yīng)用,滿足手機(jī)和筆記本充電器應(yīng)用;全功率段都保持高效率,有效降低發(fā)熱。JW1515H有望成為高功率氮化鎵方案的主流選擇之一。
下面,我們就一起來(lái)看看杰華特推出的JW1515H參考設(shè)計(jì)吧。
杰華特這款65W氮化鎵USB PD參考設(shè)計(jì)采用準(zhǔn)諧振反激架構(gòu),支持5V-20V寬電壓輸出范圍,尺寸為48*47*21mm,功率密度為1.37W/CC。為了方便客戶測(cè)試及參考設(shè)計(jì)方案,該款參考設(shè)計(jì)沒(méi)有采用多塊PCB拼插方法來(lái)進(jìn)一步縮減體積,而是采用單塊PCB設(shè)計(jì),正面擺放直插元件,背面擺放貼片元件。
輸入端有保險(xiǎn)絲和完整的兩級(jí)共模電感和X電容組成的EMI濾波電路,電解電容來(lái)自中元,400V22μF,共5顆。
從側(cè)邊看,變壓器在左側(cè),中間是濾波電解電容,右側(cè)是輸入濾波電路。
變壓器采用RM8磁芯,使用膠帶纏繞絕緣。變壓器次級(jí)輸出線還套有熱縮管加強(qiáng)絕緣。
Y電容右側(cè)是輸出模塊,為了兼顧客戶設(shè)計(jì)方案的多樣性,輸出控制部分采用獨(dú)立模塊設(shè)計(jì)。參考設(shè)計(jì)上配備的模塊為PD輸出模塊,通過(guò)協(xié)議小板調(diào)節(jié)輸出電壓,客戶也可以根據(jù)需求自行更換輸出電壓控制模塊。
電路板正面一覽,可以看到,參考設(shè)計(jì)的輸入端位于左上角,輸入能量經(jīng)過(guò)EMI濾波電路后進(jìn)入母線電解電容,再?gòu)挠覀?cè)的變壓器傳輸?shù)诫娐犯边叄罱K從右下角的輸出模塊輸出能量。參考設(shè)計(jì)整體布局分區(qū)明顯,功率路線清晰。同時(shí)也可以看到電路板上空間比較充裕,還可以通過(guò)多PCB拼插的方式進(jìn)一步利用空間,縮小體積,并提高功率密度。
電路板背面一覽,得益于芯片高集成度化,電路板背面的元件很少,并且布局清晰。左上為JW1515H控制器和氮化鎵開(kāi)關(guān)管,左下為同步整流控制器和同步整流管,右下是兩顆整流橋,用于均攤發(fā)熱,在三個(gè)區(qū)域中間采用PCB開(kāi)槽方式增強(qiáng)絕緣特性。
輸入端兩顆整流橋?yàn)镈BF310,3A耐壓1000V,兩顆并聯(lián)使用均攤電流,以減小發(fā)熱。
杰華特JW1515H是一顆高度集成的準(zhǔn)諧振反激控制器,支持700V高壓?jiǎn)?dòng),集成X電容放電功能,支持8~90V寬范圍供電,無(wú)需外加穩(wěn)壓元件。內(nèi)置高可靠GaN直驅(qū)電路,6V驅(qū)動(dòng)電壓可直接驅(qū)動(dòng)GaN器件,有效簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì),可靠性更高。與競(jìng)品相比,杰華特1515H外圍電路可節(jié)省10+器件,有效的減少了成本和面積,增加了布板自由度。
JW1515H采用SSOP-10封裝,支持最高260KHz開(kāi)關(guān)頻率,支持多模式運(yùn)行,在重載下進(jìn)入QR模式,在輕載下進(jìn)入Burst模式,確保全功率段的系統(tǒng)高效率。具有可選且可調(diào)的OCP和OPP功能,設(shè)計(jì)靈活,滿足不同的PD和QC應(yīng)用。同時(shí)JW1515H具有極低的待機(jī)功耗,支持逐周期電流限制,提供多達(dá)十余項(xiàng)完善的保護(hù)功能。支持抖頻,降低EMI優(yōu)化難度。預(yù)留BIAS引腳,在確保驅(qū)動(dòng)回路最簡(jiǎn)最小的情況下,還可通過(guò)調(diào)節(jié)BIAS pin外部串聯(lián)電阻的阻值來(lái)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)速度,為EMI優(yōu)化提供多重手段。
主電路開(kāi)關(guān)管采用英諾賽科INN650D02,這是一顆耐壓650V,200mΩ的氮化鎵開(kāi)關(guān)管,JW1515H內(nèi)置氮化鎵驅(qū)動(dòng)器可直接驅(qū)動(dòng),無(wú)需外置驅(qū)動(dòng)元件。
副邊搭配JW7726B高頻同步整流控制器,支持CCM、DCM、QR和ACF模式,支持高側(cè)和低側(cè)應(yīng)用,具有低靜態(tài)電流。在振鈴期間能有效防止同步整流MOSFET的誤開(kāi)通;具有快速關(guān)斷能力以便能兼容CCM;在啟動(dòng)過(guò)程中(VCC建立之前)能有效防止門(mén)極gate被耦合至開(kāi)啟電壓。適用于主動(dòng)鉗位反激和準(zhǔn)諧振反激架構(gòu),可用于充電器,液晶電視等。
杰華特JW7726B采用SOT23封裝,外圍元件精簡(jiǎn)。
同步整流管采用英飛凌BSC093N15NS5,耐壓150V,最大導(dǎo)通電阻9.3mΩ。
輸出電壓通過(guò)光耦反饋調(diào)節(jié),采用EVERLIGHT的EL1019。 |