2021-12-17
氮化镓以开关速度快，导阻低，低输入输出电荷的优势，应用在快充上逐渐取代了传统的高压硅MOS管。使用氮化镓取代硅MOS管，降低了开关损耗，并且提高了充电器的转换效率，使得充电器无需设计大面积的散热片。同时还可以由传统65kHz的开关频率提升到130kHz等更高，减小变压器电感量，缩小变压器尺寸，可以减小充电器的体积。
而通过将氮化镓与控制器封装在一起，可以有效降低走线寄生电感对氮化镓工作的影响，充分发挥氮化镓的性能优势。继65W氮化镓快充方案之后，杰华特再次推出了一款内置650V耐压，480mΩ导阻的氮化镓合封芯片JW1566A，并以此芯片为核心推出了一款33W高密度的氮化镓快充方案。
这款快充方案采用准谐振反激拓扑配合同步整流，四块小板堆叠焊接组成。配合高密度的电源设计，实测电源方案的尺寸仅有28.1*22*25.5mm，功率密度达2.1W/cm³。
一、杰华特合封氮化镓33W方案外观
杰华特这款充电器方案采用了四块小板焊接组合的方式，充分利用电路板面积，空间利用率高，体积小巧。
得益于这款电源方案使用了杰华特JW1566A合封芯片，初级部分的元件数量很少，电路精简。
翻到另外一面，是充电器方案的次级，次级由同步整流和协议芯片组成。电路板镂空为初级滤波电解电容留出空间，左侧小板焊接光耦和Y电容，空间充分利用。
侧面可以看到变压器和垂直的小板，小板连接初次级用于电压反馈调节。
用于电压反馈调节的光耦和贴片Y电容，右侧初级电容采用绝缘胶带包裹绝缘。
初级共使用两颗高压电解电容滤波，均采用胶带绝缘，右侧是另外一块小板，焊有共模电感，保险丝和整流桥。
小板上焊接整流桥，远离其他发热元件，均摊充电器运行时的发热，改善温升表现。
使用游标卡尺测量电路板长度约为28.1mm。
使用游标卡尺测量电路板宽度约为22mm。
使用游标卡尺测量电路方案高度约为25.5mm。
测得重量为25.1克。
放在手心，整个电源方案的体积非常小巧。
二、杰华特合封氮化镓33W方案解析
杰华特合封33W氮化镓快充电源方案采用JW1566A初级合封氮化镓芯片，配合杰华特JW7726B同步整流控制器和AONS62922同步整流管，由伟诠WT6615F协议芯片进行输出电压控制。电源采用简单高效的反激拓扑，非常适合小功率的电源方案使用。
输入端整流桥丝印TDF2750M。
电源初级采用杰华特合封氮化镓芯片JW1566A，在DFN5*6的封装内部集成了反激控制器，氮化镓驱动器和氮化镓功率管，准谐振反激可降低开关损耗，改善EMI，并提高能效。
JW1566A内置650V耐压，480mΩ氮化镓开关管，芯片支持最高90V供电电压，最高开关频率可达260kHz，内置高压启动电路，具有超低的待机功耗。
杰华特JW1566A内置可选的过流和过功率保护功能，支持突发模式、频率调制和准谐振模式，根据负载程度自动切换，以实现全功率范围内的高效率。芯片支持供电过压保护，输出过压，欠压保护，支持输入欠压保护，电流传感引脚开路保护、逐周期过流保护、过功率保护和内置的过热保护功能。
JW1566A适用于PD和QC快充充电器，以及宽电压范围输出的开关电源等应用，为 USB PD 快充与开关电源应用提供高能效小体积的解决方案。
JW1566A合封氮化镓电源在90V/60Hz输入，满载情况下板端效率达到 92.28%，高压输入满载效率可以达到 93.5%，可以大幅降低热设计难度，做小型化产品非常有优势，JW1566A 具有抖频功能，33W DEMO EMI 余量＞6db以上，并且保护功能齐全。
杰华特JW7726B同步整流控制器，支持CCM、DCM、QR和ACF模式，在振铃期间能有效防止同步整流MOSFET的误开通；具有快速驱动能力支持CCM模式；在启动过程中（VCC建立之前）能有效防止门极gate被耦合至开启电压。
杰华特 JW7726B同步整流控制器可由输出电压直接供电，支持高侧和低侧应用，具有极低的静态电流，适合ACF和反激快充应用。
用于输出电压反馈的1019光耦和特锐祥贴片Y电容。
AONS629222同步整流管。
用于控制输出电压的伟诠WT6615F协议芯片。
充电头网总结
杰华特33W合封氮化镓采用多块PCB的堆叠结构，充分利用空间，体积非常小巧。JW1566A高集成氮化镓合封芯片具有高集成度，小体积，低待机功耗及高效率优势，可提升电源产品的竞争力。
通过使用合封芯片可降低寄生参数对电源高频运行的负面影响，提高电源转换效率，并简化开关电源的初级设计。并且可搭配多种协议芯片满足快充充电器设计。
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