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杰华特在推出了使用JW1566A的33W合封氮化镓参考设计之后,又推出了一款大功率高集成度的氮化镓合封芯片JW1565,并基于这款氮化镓合封芯片推出了一款高功率密度的65W合封氮化镓快充解决方案。

65W的适配器可以支持手机和笔记本电脑快充,PPS快充可以为手机快速充电,20V 3.25A输出满足笔记本充电需求,应用非常广泛,出货牢牢占据主流位置。高性能,高集成度的解决方案,是提升充电器竞争力的有效手段,而使用氮化镓合封芯片,就能在高性能的基础上,获得高集成优势,简化设计加速生产。

一、杰华特65W合封氮化镓快充参考设计外观

杰华特这款65W合封氮化镓快充采用三块PCB焊接的组合方式,将整流桥与氮化镓合封芯片分开放置,防止发热元件积热,简化散热设计并提高空间利用率。

杰华特65W快充参考设计一览,初级滤波电解和输出小板分别焊接在对应的小板上,空间利用率极高。

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主板背面一览,左侧是次级同步整流电路,中间是杰华特JW1565氮化镓合封芯片,集成度非常高,初级侧只有少量几个外围元件,整体电路非常精简。

使用游标卡尺测量杰华特65W参考设计,长度为48.72mm。

宽度为27.13mm。

高度为23.32mm,计算功率密度达到了2.11W/电脑cm3。

把杰华特65W参考设计放在手心,很难想象一款65W的氮化镓快充可以做到这么小巧。

测得杰华特65W参考设计重量仅为46g。

二、杰华特65W合封氮化镓快充参考设计解析

上面看完了这款杰华特的65W参考设计的体积,得益于高集成芯片,配合多PCB组合焊接工艺,这款参考设计的板端功率密度达到了2.11W/cm3,着实优秀。

先从输入端看起,输入端有延时保险丝,X电容和共模电感等。

输入端保险丝等元件特写。

三颗初级滤波电容来自永铭,KCX系列,上面两颗为400V耐压,39μF容量。

焊接电解电容的小板,背面是两颗整流桥。使用两颗整流桥将发热均分,并且远离其他发热元件,简化散热设计。

初级侧使用三颗永铭电解电容滤波,焊接在垂直小板上,充分利用空间。

输出侧一览,垂直小板焊接协议芯片和USB-C母座,简化主PCB设计,并立体利用空间。输出侧两颗滤波电容采用贴片焊接。

输出端采用两颗永铭VPX贴片固态电容,规格均为25V 470μF,两颗并联。

输入端两颗整流桥来自辰达行,型号RMSB40M,是一颗4A整流桥,采用UMSB封装,具有快速恢复的特点。

这款充电器采用杰华特 JW1565氮化镓合封芯片,这款合封芯片将高频氮化镓直驱控制器,氮化镓功率管合封在一个封装内部,减小寄生参数对高频开关的影响,JW1565支持260KHz开关频率,支持90V供电电压,无需外置LDO即可满足3-21V宽电压输出需求。

杰华特JW1565是一颗采用反激拓扑,内部集成氮化镓的原边合封芯片。JW1565支持高压启动和X电容放电,能够有效减小充电器的待机功耗,内置650V耐压,导阻260mΩ的氮化镓开关管,通过反激降低开关损耗,内置抖频提升EMI性能。JW1565支持65W快充应用,搭配PFC可用于100W快充应用。

杰华特JW1565内置频率限制以提高转换效率,采用负压电流采样来减小氮化镓的驱动环路,驱动电压不受电流采样电阻压降影响,充分发挥氮化镓性能优势并提高可靠性。同时芯片将功率走线和信号走线区分开,便于走线,进一步简化电路设计。

杰华特JW1565采用WDFN6*8-8封装,芯片底部为大面积散热焊盘,有助于降低大功率输出的温升。适用于PD快充适配器以及宽范围输出的开关电源设计。

US1K快恢复二极管,用于反激RCD吸收回路电压钳位。

同步整流控制器同样来自杰华特,型号JW7726B,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;具有快速关断能力以便能兼容CCM;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,支持高侧和低侧同步整流应用,使用灵活。

杰华特JW7726B具有低静态电流,输出电压检测功能用于自动切换供电。当输出电压高于4.6V时,由输出电压供电,以降低稳压器上的损耗。当输出电压低于4.5V时,由开关引脚供电。JW7726B采用SOT23-6封装,外围器件精简。

输出同步整流管来自AOSMD,AONS62922,NMOS,耐压120V,导阻7mΩ,DFN5*6封装。

用于反馈调节输出电压的EL1018光耦。下方是两颗串联的Y电容。

输出滤波固态电容采用永铭VPX系列固态电容,耐压25V,容量470μF,两颗并联。

输出协议芯片采用伟诠WT6615F。

USB-C母座采用过孔焊接,黑色胶芯。

充电头网总结

通过对杰华特65W合封氮化镓参考设计的观察,JW1565合封氮化镓芯片大大简化了充电器原边的设计,将传统多颗芯片的解决方案由一颗芯片解决。同时JW1565采用负压电流采样,驱电脑动电压更加精准,实现了65W精简高效的氮化镓快充设计。

杰华特JW1565合封氮化镓芯片具有高集成度、小体积、低待机功耗以及高效率优势,支持65-100W快充应用。可搭配多种协议芯片进行宽电压范围输出,也可采用固定电压输出,搭配二次降压电路,使用非常灵活。


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