亞成微全國(guó)產(chǎn)65W氮化鎵快充參考設(shè)計(jì)詳細(xì)評(píng)測(cè)

近兩年來，氮化鎵快充已經(jīng)成為了最受消費(fèi)者歡迎的消費(fèi)類電源產(chǎn)品，其中65W氮化鎵快充更是成為了市場(chǎng)出貨的主流規(guī)格，也是各家電源廠商競(jìng)爭(zhēng)的主要戰(zhàn)場(chǎng)。作為國(guó)內(nèi)少數(shù)掌握氮化鎵功率器件控制技術(shù)的芯片廠商，亞成微一直活躍在氮化鎵快充產(chǎn)業(yè)鏈，致力為客戶提供高可靠性的高功率密度USB PD快充解決方案。

近期，亞成微推出了一款基于自研主控芯片RM6601SN + 同步整流芯片RM3410T的 65W高功率密度氮化鎵快充方案，方案采用專有驅(qū)動(dòng)技術(shù)，直驅(qū)E-MODE GaN功率器件，省去外置驅(qū)動(dòng)器件，并通過高度集成的芯片設(shè)計(jì)以及巧妙的結(jié)構(gòu)組合，實(shí)現(xiàn)了精簡(jiǎn)的外圍電路和緊湊的PCB布局，有效的提高了產(chǎn)品效率及功率密度，幫助快充電源廠商加速大功率快充量產(chǎn)并節(jié)省物料成本。

目前充電頭網(wǎng)已經(jīng)拿到了基于亞成微控制器開發(fā)的全國(guó)產(chǎn)65W氮化鎵快充參考設(shè)計(jì)，下面就為大家?guī)磉@套方案的詳細(xì)評(píng)測(cè)。

一、亞成微65W氮化鎵快充方案外觀

亞成微65W氮化鎵快充參考設(shè)計(jì)采用兩塊PCB板垂直焊接組成，AC輸入小板上焊接了輸入保險(xiǎn)絲整流電路和Type-C接口電路，主PCB板上焊接濾波電容和變壓器及開關(guān)電源初次級(jí)元件。元件穿插布置，最大化利用充電器空間。

充電器主PCB板正面焊接濾波電容和變壓器，背面焊接初次級(jí)控制器和開關(guān)管。副板采用單面錫膏工藝設(shè)計(jì)，易于生產(chǎn)，減少工藝不良。

主PCB板左側(cè)是初級(jí)濾波電容，變壓器使用絕緣膠帶纏繞，右側(cè)是PWM芯片供電電容。

亞成微這款65W氮化鎵快充參考設(shè)計(jì)電路簡(jiǎn)潔，芯片內(nèi)置驅(qū)動(dòng)器，直接驅(qū)動(dòng)氮化鎵開關(guān)管，無需內(nèi)置驅(qū)動(dòng)器的氮化鎵器件或外置驅(qū)動(dòng)器，簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)。

亞成微 RM6601SN是一款高性能高可靠性電流控制PWM控制器，全電壓范圍內(nèi)待機(jī)功耗小于65mW，滿足六級(jí)能效標(biāo)準(zhǔn)，并且支持CCM/QR混合模式。

亞成微RM6601SN集成多種工作模式，在重載情況下，系統(tǒng)工作在傳統(tǒng)的固頻 130KHz 的 PWM 模式下，在低壓輸入時(shí)會(huì)進(jìn)入 CCM 模式；在高壓重載情況下，系統(tǒng)工作在 QR 模式，以降低開關(guān)損耗，同時(shí)結(jié)合 PFM工作模式提高系統(tǒng)效率；RM6601SN 采用專有驅(qū)動(dòng)技術(shù)，直驅(qū)E-MODE GaN功率器件，提高產(chǎn)品效率及功率密度，簡(jiǎn)化EMI濾波電路設(shè)計(jì)，降低EMI器件成本。

在輕載或空載情況下，系統(tǒng)工作在 Burst Mode 模式，有效去除音頻噪音，同時(shí)在該模式下，RM6601SN 本身損耗極低，因此可以做到超低待機(jī)功耗。在任何模式下，都集成了特有抖頻工作模式，以改善 EMI。

RM6601SN 同時(shí)集成了多種保護(hù)模式和補(bǔ)償電路，包括VCC過壓保護(hù)，內(nèi)置過熱保護(hù)，外置過壓保護(hù)，欠壓鎖定，逐周期過流保護(hù)，過載保護(hù)，短路保護(hù)，輸出肖特基短路保護(hù)等，并內(nèi)置斜坡補(bǔ)償功能。

方案配套使用亞成微自研的一款高性能高可靠性同步整流芯片RM3410T，系統(tǒng)穩(wěn)定性更高。

RM3410T 相比傳統(tǒng)的二極管整流器，能夠顯著提高效率。當(dāng) RM3410T 檢測(cè)到 MOSFET 的 VDS 小于-300mV 時(shí)，它會(huì)導(dǎo)通 MOSFET。一旦 VSWS 大于-10mV，RM3410T 將關(guān)閉 MOSFET。RM3410T 支持多種操作模式，如 DCM， CrCM，CCM 和準(zhǔn)諧振。通過實(shí)施專有技術(shù)，RM3410T 能夠處理 CCM 操作。

氮化鎵開關(guān)管采用英諾賽科INN650D02，無內(nèi)置驅(qū)動(dòng)器。

這套方案的長(zhǎng)度大約62mm。

寬度約為30mm。

高度約為22mm，通過計(jì)算體積，亞成微這款PD參考設(shè)計(jì)的功率密度達(dá)到了1.52W/cm3。

亞成微65W參考方案和蘋果61W適配器對(duì)比，體積優(yōu)勢(shì)非常明顯。

二、亞成微65W氮化鎵快充方案測(cè)試

1、協(xié)議檢測(cè)和PDO報(bào)文

使用ChargerLAB POWER-Z KT002對(duì)搭載了亞成微RM6601SN的65W氮化鎵PD快充進(jìn)行測(cè)試，顯示支持Apple2.4A、Samsung5V/2A、QC3.0、QC2.0、DCP、AFC、FCP多種協(xié)議。

使用ChargerLAB POWER-Z KT002對(duì)搭載了亞成微RM6601SN的65W氮化鎵PD快充進(jìn)行測(cè)試，顯示具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3A五組固定電壓檔位，最大輸出功率為60W，同時(shí)支持3.3-15V/3A，3.3-21V/3A兩組PPS協(xié)議。

2、轉(zhuǎn)換效率測(cè)試

充電頭網(wǎng)分別對(duì)亞成微65W PD快充在110Vac和220Vac供電的情況下進(jìn)行了效率測(cè)試。當(dāng)110Vac供電時(shí)，5V3A輸出的轉(zhuǎn)換效率約為92.12%，9V3A輸出的轉(zhuǎn)換效率約為92.26%，12V3A輸出的轉(zhuǎn)換效率約為92.16%，15V3A輸出的轉(zhuǎn)換效率約為92%，20V3.25A輸出的轉(zhuǎn)換效率約為91.49%。當(dāng)220Vac供電時(shí)，5V3A輸出的轉(zhuǎn)換效率約為91.08%，9V3A輸出的轉(zhuǎn)換效率約為91.11%，12V3A輸出的轉(zhuǎn)換效率約為93.03%，15V3A輸出的轉(zhuǎn)換效率約為93.38%，20V3.25A輸出的轉(zhuǎn)換效率約為93.64%。從測(cè)試數(shù)據(jù)來看，該方案在220Vac供電的條件下，轉(zhuǎn)換效率普遍高于110Vac供電。

3、待機(jī)功耗測(cè)試

測(cè)試結(jié)果顯示，在110Vac供電時(shí)，亞成微65W PD快充方案的空載待機(jī)功耗約為0.01W；當(dāng)輸入電壓切換至220Vac時(shí)，其空載待機(jī)功耗約為0.05W。

4、紋波測(cè)試

首先對(duì)亞成微65W PD快充方案進(jìn)行空載紋波測(cè)試，在110Vac供電時(shí)，5V、9V、12V、15V、20V輸出的空載紋波分別為96mVp-p、68mVp-p、56mVp-p、50mVp-p、48mVp-p。在220Vac供電時(shí)，5V、9V、12V、15V、20V輸出的空載紋波分別為100mVp-p、80mVp-p、67mVp-p、56mVp-p、54mVp-p。

在重載模式下，在110Vac供電時(shí)，5V、9V、12V、15V、20V輸出的紋波分別為68mVp-p、47mVp-p、41mVp-p、44mVp-p、87mVp-p。在220Vac供電時(shí)，5V、9V、12V、15V、20V輸出的紋波分別為73mVp-p、66mVp-p、56mVp-p、57mVp-p、53mVp-p。

5、溫升測(cè)試

對(duì)亞成微 65W氮化鎵快充參考設(shè)計(jì)進(jìn)行溫升測(cè)試，在溫度約為25℃的恒溫箱內(nèi)以 功率持續(xù)輸出1小時(shí)，測(cè)得該方案正面最高溫度約為108℃，最高溫度點(diǎn)出現(xiàn)在變壓器附近。

該方案背面最高溫度約為105℃，出現(xiàn)在同步整流管附近。

充電頭網(wǎng)總結(jié)

亞成微65W氮化鎵快充參考設(shè)計(jì)基于RM6601SN控制器和RM3410T同步整流器組合，方案集成度高，外圍元件精簡(jiǎn)，系統(tǒng)穩(wěn)定性更好。在110Vac和220Vac輸入時(shí)，轉(zhuǎn)換效率均在91%以上，并且輸出功率越高效率越高?？刂破鲀?nèi)置氮化鎵驅(qū)動(dòng)器，可直接驅(qū)動(dòng)氮化鎵開關(guān)管，減少了元件數(shù)量，簡(jiǎn)化了產(chǎn)品設(shè)計(jì)。同時(shí)這款參考設(shè)計(jì)采用兩塊PCB板焊接組成，空間利用率高，進(jìn)一步減小方案體積，有效提高了功率密度。

原文標(biāo)題：【全套國(guó)產(chǎn)芯片】亞成微65W高功率密度氮化鎵快充參考設(shè)計(jì)評(píng)測(cè)

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