蘋果進軍氮化鎵快充,這17家芯片原廠已經提前做好準備
2021年初就有媒體報導蘋果將在今年推出氮化鎵快充充電器。對此充電頭網也通過《蘋果推出氮化鎵快充,釋放了哪些信號?》為大家分析了一些蘋果入局氮化鎵快充的行業機遇。
一、蘋果進軍GaN快充帶來新機遇
作為第三代半導體材料,氮化鎵快充相比基於傳統矽功率器件的充電器而言,具有產品體積更小、重量更輕、效率更高、發熱更少等特點。也正得益於這些優勢,眾多安卓手機品牌均佈局氮化鎵快充產品線,甚至部分機型還將氮化鎵快充作為inbox配件。
在筆電方面,聯想、戴爾、華碩、LG等廠商也殺入了氮化鎵快充市場,重點佈局65W以上的大功率快充,整個市場一時間變得熱鬧非凡。
從目前氮化鎵快充市場的發展速度來看,已經超過了100%複合增長,甚至更高。氮化鎵跟快充的搭配,可謂是左麟右李組合。這一方面是上游芯片研發、供應鏈把控取得了關鍵性突破,另一方面也離不開手機、筆記本廠商的戰略佈局及大力推廣,做出諸多消費者願意買單的好產品。
如果蘋果公司在今年推出氮化鎵快充產品,這又將對推動整個行業的發展起到至關重要的作用。
二、17家原廠佈局高集成氮化鎵芯片
根據供應鏈消息顯示,蘋果進軍氮化鎵快充並非空穴來風。同時充電頭網也了解到,對於蘋果入局氮化鎵快充帶來的行業風口,已有多家氮化鎵芯片原廠提前做好了準備。
排名不分先後,僅按照品牌英文首字母排序,方便讀者查閱。
從充電頭網在整理的這份表格中可見,目前市面上熱門的高集成氮化鎵芯片原廠共有16家,根據產品類型可以分為控制器原廠和功率芯片原廠。在控制器方面,已經涵蓋了QR、ACF、LLC三種主流的氮化鎵快充架構,完全可以滿足20W到100W+電源產品的開發。功率芯片方面,出現了驅動器+氮化鎵、驅動器+兩顆氮化鎵,以及集成驅動器+氮化鎵+保護等多種類型的產品,簡化快充電源的設計。
值得一提的是,合封氮化鎵芯片已經成為了市場的主流發展趨勢,除了目前量產的PI PowiGaN芯片外,國產芯片中東科、艾科微、南芯、傑華特、必易微等芯片原廠均在積極佈局高集成合封氮化鎵芯片,為實現超薄的“餅乾”氮化鎵快充的設計提供芯片級的支持。
三、悉數市售熱門氮化鎵芯片
下面為大家分享各大芯片品牌在氮化鎵快充市場的產品佈局。
ARK艾科微
艾科微電子專注於高功率密度整體方案開發,並以解決高功率密度電源系統帶來的痛點與瓶頸為使命,核心團隊具備超過20 年專業經驗於功率半導體產業,通過不斷的創新及前瞻的系統架構並深入結合功率器件及高效能封裝,來實現高品質、高效能與純淨的電源系統,以滿足市場對未來的需求。艾科微在AC/DC 快充方案上不僅推出原副邊芯片,另有自主的開發MOSFET功率器件。
針對氮化鎵快充市場,艾科微“2021(春季)USB PD&Type-C亞洲展”上發布了一款高集成高壓原邊控制芯片,其集成控制器、驅動器和氮化鎵功率管,外圍器件少設計簡單,相對於傳統方案設計而言,可減少50%空間。
芯片採用DFN6x6封裝,支持130KHz操作頻率,同時減少封裝寄生效應。基於該芯片設計的DEMO功率密度可達1.6W/cm³,並可以支持筆電65W PD快充,充分展現了合封芯片實現充電器的小型化優勢。
與此同時,艾科微還推出了可以直驅氮化鎵功率器件和MOS的主控芯片AKC6000,支持QR/CCM工作模式,片內集成X電容放電功能,集成高壓啟動電路,集成高壓自供電技術,支持130KHz工作頻率。具備完善的保護功能,並且支持獨立的過熱保護。
DONGKE東科半導體
東科半導體主要從事開關電源芯片、同步整流芯片、BUCK電路電源芯片等產品研發、生產和銷售,並擁有DIP-8、SOP-8、SM-7、SM-10、TO-220等多種產品封裝能力。東科從一開始的AC-DC合封三極管方案,到後來的合封同步整流的方案,目前已經推出了眾多經典的合封產品。
在氮化鎵快充市場的風口,東科利用自身在合封芯片領域的經驗,推出了6款合封氮化鎵功率器件的快充電源管理方案,產品覆蓋12W、25W、36W、45W和65W眾多功率段。
借助氮化鎵的高效率優勢,東科已經在ESOP8封裝內實現了45W功率的輸出,在QFN5*6封裝內實現了65W功率的輸出,並且芯片的頻率可達到200kHz,再一次打破了行業記錄,為高密度電源設計提供芯片級解決方案。
據了解,東科目前推出的合封氮化鎵芯片主要以QR架構為主。基於東科合封氮化鎵芯片開發的方案,相比市面上同功率的ACF架構方案外圍元器件可以節省50%以上。此外,東科基於QFN8*8封裝開發的一款基於AFC架構的合封氮化鎵功率芯片也將於幾個月後面世,其工作頻率可達到500kHz,為更高性能的氮化鎵充電器提供了集成化設計方案。
Innoscience英諾賽科
英諾賽科科技有限公司成立於2015年12月,國家級高新技術企業,致力於研發和生產8英寸矽基氮化鎵功率器件與射頻器件;英諾賽科是全球最大的氮化鎵功率器件IDM 企業之一, 擁有氮化鎵領域經驗最豐富的團隊、先進的8英寸機台設備、加上系統的研髮品控分析能力,造就英諾賽科氮化鎵產品一流品質和性能的市場競爭優勢。
自從2017年建立全球首條8英寸增強型矽基氮化鎵功率器件量產線以來, 目前英諾賽科已經發布和銷售多款650V以下的氮化鎵功率器件,產品的各項性能指標均達到國際先進水平,能廣泛應用於多個新興領域, 如快充、5G 通信、人工智能、自動駕駛、數據中心等等。
英諾賽科已經建成了全球最大的氮化鎵工廠,在USB PD氮化鎵快充市場,英諾賽科650V高壓氮化鎵功率器件已經在努比亞、魅族、MOMAX、ROCK等眾多知名品牌產品中得到應用,並在近期推出第二代InnoGaN產品,性能較上一代有顯著提升。
此外,英諾賽科還推出了多款低壓GaN功率器件,適用於同步整流、DC-DC電壓轉換以及激光雷達等領域。在全球市場中,英諾賽科是少有具備氮化鎵高壓、低壓全品類產品線的IDM芯片原廠。
目前,英諾賽科專門推出了30W、33W全國產氮化鎵快充參考設計,得益於氮化鎵功率器件帶來的高效率和低發熱,這款充電器相比傳統20W充電器而言,整體效率將提升3個百分點,方案整體也可以控制在蘋果5W充電器大小,並且極具成本優勢。
infineon英飛凌
英飛凌在氮化鎵功率器件領域已經深耕多年,已經推出了多顆氮化鎵功率器件,為了應對小功率的PD快充電源市場,英飛凌推出了集成式的氮化鎵功率芯片,將驅動和GaN集成在一起,並且在封裝方面做出了很多改善。
氮化鎵與傳統矽功率器件相比,最大的優勢在於高頻,但是高頻下極易出現串擾,特別是在多個管並聯的情況下,如:半橋。英飛凌推出合封驅動器的氮化鎵功率芯片IGI60F0014A1M,導阻140mΩ,獨特的漏極EPAD用於大電流和最好的電氣性能。並且對功能區塊化,直角的引腳方向簡化PCB設計,得到極小化PCB面積和更好的散熱體驗。
與此同時,英飛凌還推出了擁有更高集成度的半橋產品IGI60F1414A1L,內置兩顆140mΩ導阻氮化鎵開關管,可提供數字PWM信號輸入。通過合封了驅動器和兩顆氮化鎵功率器件,讓外圍電路變得更加精簡,在產品開發應用過程中減少PCB佔板面積,實現快充電源產品的小型化。
在控制器方面,英飛凌還推出了數字多模式PFC+LLC數字式控制器,集成了浮動高側驅動器和啟動單元。數字引擎為多模式操作提供高級算法,以支持整個負載範圍內的最高效率,實現了全面且可配置的保護功能。
DSO-14 封裝僅需要最少的外部組件。集成的高壓啟動單元和先進的突發模式可實現低待機功率。此外,集成了一個一次編程(OTP) 單元,以提供一組廣泛的可配置參數,有助於簡化相位設計。
JOULWATT傑華特
針對氮化鎵快充市場,傑華特AC-DC產品線於2020年Q2推出了國內首顆有源箝位反激(ACF)控制器JW1550和國內首顆高頻同步整流控制器JW7726B,並於2021年Q1推出了高性能高頻QR控制器JW1515H,助力電源產品高能效和小型化發展。
其中JW1550採用自主研發的新型自適應ZVS控制技術,可以實現主功率管的ZVS開通,同時回收漏感能量,實現不同輸入輸出下的效率最優,和業界的傳統QR方案相比,ACF控制方式下的65W-200W適配器效率能提升至1.5%;且主功率管管電壓應力小;加入抖頻功能,可以有效改善系統的EMI性能。
同時,JW1550支持X-cap放電,內置Boost電路,供電適合寬範圍輸出應用,外圍電路簡單。和業界量產中的ACF方案對比,外圍電路能省15顆器件左右,在縮小設備體積和環保方面優勢明顯。多模式控制策略可以進一步提高系統的全範圍效率,在寬範圍輸出場合也能滿足能效標準。
傑華特JW1515H高性價比的高頻QR反激控制器,具備高耐壓供電pin,最高供電電壓高達90V,可由輔助繞組直供,無需採用LDO、Boost、雙繞組供電等方式即可輕鬆適配寬輸出電壓範圍;高可靠的GaN直驅,6V驅動電壓可直接驅動GaN器件。
傑華特JW1515H電流檢測採用負電壓採樣技術,最大限度減小驅動迴路滿足高頻應用;可選且可調的OCP與OPP功能,針對不同PD輸出規格,可以選擇最合適的保護功能,無需增加外圍器件即可滿足LPS要求;同時具備高壓啟動、X-cap放電、獨立外部OTP功能,輕鬆應對多重需求。
KIWI必易微
必易微電子總部位於中國科技創新前沿城市深圳,在杭州、廈門、上海、中山等地設有子、分公司。擁有半導體設計領域的資深專家和高效的管理團隊,主要從事創新型模擬及數模混合集成電路的研發及系統集成。針對高頻氮化鎵快充市場,必易微推出了KP2202以及KP2206兩款氮化鎵控制器。
必易KP2202是一款高性能氮化鎵快充控制器,其內置高壓啟動功能,並集成了AC輸入掉電檢測與X電容放電功能;芯片擁有±1%恆壓精度;超低啟動/工作電流,待機功耗小於30mW;支持低谷鎖定模式,最高工作頻率分500kHz、300kHz、140kHz三檔可調;通過峰值電流抖動實現抖頻功能;VDD供電範圍8-100V。
必易微KP2206相比市面上常見的QR控制器而言,擁有更加強的ESD能力;集成高壓LDO,節省外部分離器件;低輸出紋波、低噪音;集成精準的輸出過流保護,輕鬆滿足LPS要求等優勢,並擁有安全可靠的GaN直驅:基準的6V GAN驅動電平+負壓CS採樣。
MIX-DESIGN美思半導體
美思半導體成立於2013年7月,總部位於蘇州工業園區,擁有公司獨立的物業作為公司總部及研發大樓,是一家業內領先的數模混合集成器件的設計企業,同時也是半導體行業少有的通過自主創業擁有自己物業的公司。此外,美思半導體分別在上海張江、台灣內湖、蘇州總部設立了模擬、數字及軟件研發中心,產品廣泛應用於個人消費終端、網絡及通訊產品、智能家居等領域。目前,美思半導體已推出氮化鎵直驅控制芯片MX6535。
美思MX6535是國內首顆具備量產條件的氮化鎵快充主控制芯片。其可以實現精準的多級恆壓和多級恆流調節,而無需傳統的二次電流反饋電路;採用美思第二代Smart-Feedback技術,它不僅消除了傳統電源的電壓電流反饋電路補償網絡的需要,並能在所有操作條件下寬範圍輸出時(3.3V~20V)保持系統穩定性。
同時,具備全面的保護功能和故障解除系統自動恢復功能,包括逐週期電流限制、不同輸出電壓自適應的過電壓保護、反饋迴路開路保護、芯片內外部OTP功能等。
MX6535與同樣出自美思半導體集成同步整流的二次側快充協議SOC控制器搭配設計,能非常方便的實現18W~100W的USB PD或者QC小體積的快充電源設計,內部先進的數字控制系統可根據手機的輸出能力請求實現快速平穩的電壓和功率轉換。
美思迪賽MX6535搭配自家的次級芯片可以實現超精簡超高集成度的設計,在開發65W氮化鎵快充產品時,只需一塊PCB就能完成緊湊的結構設計,且整塊PCB板尺寸僅兩枚硬幣大小。這一方面得益於MX6535內置了氮化鎵驅動,並消除了傳統的二次反饋電路;另一方面也得益於次級芯片內置同步整流控制器和協議識別,並通過數字算法把傳統初次級電壓及電流RC環路補償網絡直接省去。
MPS
針對大功率、高密度氮化鎵快充市場,MPS推出高集成度的合封控制芯片HR1211,將PFC控制器和LLC控制器整合到一個封裝裡面,其數字內核並可根據負載情況進行聯動控制,獲得更高的輕載效率。
HR1211在重負載下,CCM模式可降低MOS管的峰值電流;輕負載下,DCM模式可降低開關頻率從而提高效率。數字編程的Burst模式,可提升輕載效率和降低音頻可聞噪聲。HR1211採用電流模式控制的LLC級,可實現高穩定性和快速響應。根據不同的負載條件,芯片在連續,跳週期和Burst模式運行。可在不同的負載條件下獨立優化效率。
HR1211採用數字控制內核,芯片內置多個獨立的ADC用於檢測輸入電壓,PFC輸出電壓,LLC反饋電壓和PFC峰值開關電流。檢測數值送到HR1211內置的數字控制內核進行比較,配合芯片內專有的數字算法,進行實時反饋控制。HR1211支持多種完善的保護措施,如熱關斷、PFC開環保護、過壓保護、過流限制和過流保護、超功率保護等多重保護。值得一提的是,HR1211空載待機功耗<100mW。
此外,MPS還推出單芯片初次級合封氮化鎵快充控制器MPX2003,創新性的將初次級控制器合封在一顆芯片內,大大簡化了外圍電路設計,為實現快充電源的小型化提供了全新的思路。
MPX2003多合一反激控制器支持高達4.5kVac的隔離,全部產品經過測試。支持CCM&QR多模式工作,空載功耗低於30mW,在任何工作狀態下都可提供可靠的同步整流,具備完整的保護特性,並提供SOICW16和SOICW16T封裝。
MERAKI INTEGRATED茂睿芯
茂睿芯科技擁有極強的模擬芯片開發團隊,已經成功開發120V 180nm的BCD工藝和高速功率驅動兩大自主知識產權技術平台。在國內領先的先進技術平台基礎上,迅速開發出的10nS 關斷延時CCM 同步整流控制器系列、120V 半橋驅動芯片、110V DC/DC 變換器,28V高速驅動芯片,性能均為業內技術領先。
近日,茂睿芯推出了採用SOT23-6極小封裝的高頻QR氮化鎵快充控制器MK2697G,該芯片具有110V Vcc 耐壓,支持3.3V-20V Vout,無需外部穩壓電路;直驅GaN,外圍簡潔;採用專利軟驅技術,副邊MOSFET應力低;支持1MHz開關頻率。
茂睿芯量產發布的高精簡低成本65W GaN快充方案,具有小體積、高效率的優勢。原邊PWM控制芯片MK2697G,Vcc 耐壓110V,無需外部穩壓電路,採用專利驅動技術,直驅GaN功率器件,有效的提高了產品效率及功率密度;搭配業界超短關斷延時SR MK91808H,可選用更低耐壓等級的同步整流MOSFET,獲得更低的BOM成本。
NXP恩智浦
NXP恩智浦推出了一款LLC和PFC二合一控制器TEA2016AAT,非常適合大功率、高密度快充電源產品的開發,目前已並被MOMAX 100W氮化鎵快充和REMAX 100W氮化鎵快充等高功率密度電源產品採用。
NXP TEA2016AAT芯片內部集成高壓啟動,內部集成LLC和PFC控制器以及對應的驅動器。TEA2016AAT集成X電容放電,正常輸出信號指示。芯片採用谷底/零電壓開關以減小開關損耗,全負載範圍內都保持高轉換效率,並且符合最新的節能標準,空載輸入功率<75mW。同時TEA2016AAT還具有完整全面的保護功能,包括電源欠壓保護,過功率保護,內部和外部過熱保護,精確的過壓保護,過流保護和浪湧保護等保護功能。
TEA2016AAT 是一款面向高效諧振電源的數字可配置LLC和PFC組合控制器。同時集成了LLC 控制器功能以及DCM 和QR 模式下工作的PFC控制器。借助TEA2016AAT可以構建出完整的諧振電源,不僅設計簡單,所需組件數也很少。TEA2016AAT採用薄型窄體SO16 封裝。
TEA2016AAT採用數字架構,基於高速數字內核控制器,在開發過程中可調節LLC和PFC控制器的工作和保護設置,並根據設置值運行,為獲得高度可靠的實時性能提供了保障。
Navitas納微
納微半導體是全球領先氮化鎵功率IC公司,成立於2014年,總部位於愛爾蘭,擁有一支強大且不斷壯大的功率半導體行業專家團隊,在材料、器件、應用、系統、設計和市場營銷方面,擁有行業領先的豐富經驗,公司創始者擁有320多項專利。
GaNFast功率IC將GaN功率(FET)與驅動,控制和保護集成在一起,可為移動、消費電子、企業、電動交通和新能源市場提供更快的充電,更高的功率密度和更強大的節能效果。納微在GaN器件、芯片設計、封裝、應用和系統的所有方面已發布和正在申請的專利超過120項,已完成生產並成功交付了超過1300萬顆GaNFast氮化鎵功率IC,產品質量和出貨量全球領先。
據了解,目前納微半導體已經推出了多款經典的集成驅動器的氮化鎵功率芯片,如NV6113、NV6115、NV6117、NV6123、NV6125、NV6127等,均在快充市場上有廣泛應用。此外有集成兩顆氮化鎵功率管的半橋產品。憑藉優異的產品性能,納微半導體已經成為小米、OPPO、聯想、戴爾、LG等眾多知名品牌的氮化鎵芯片供應商,基於GaNFast芯片開發的產品多達百餘款。
近期,納微半導體推出了最新一代氮化鎵功率芯片NV6128,其採用QFN6*8mm封裝,導阻為70mΩ,在納微的氮化鎵功率芯片中最低。芯片額定工作電壓為650V,峰值耐壓800V,在系統中的可靠性更高,支持2MHz高開關頻率。內置驅動和保護功能,在使用電流檢測電阻時仍能得到增強的散熱,適用於大功率快充產品。
ON安森美
在中小功率氮化鎵快充產品中,安森美有一顆經典的氮化鎵控制器NCP1342,這也是目前市面上應用最為廣泛的一顆控制器。除此之外,在大功率、高密度氮化鎵快充產品中,安森美也推出了一款LLC控制器NCP13992。
安森美NCP13992採用SO-16無鉛封裝,是一款用於半橋諧振轉換器的高性能電流模式控制器。此控制器內置600V門極驅動器,簡化佈局,減少了外部部件數量。在需要PFC前級的應用中,NCP13992可輸出驅動信號控制PFC控制器,此功能結合專門的無噪聲跳過模式技術進一步提高了整個應用的輕負載能效。
安森美NCP13992提供了一套保護功能,可實現在任何應用中的安全運行。其中包括:過載保護、防止硬開關週期的過電流保護、欠電壓檢測、開路光耦合器檢測、自動停滯時間調節、過電壓(OVP)和高溫(OTP)保護。可用於筆記本適配器、液晶電視、大功率適配器、電腦電源、工業及醫療應用和照明應用。
PI
Power Integrations 是一家專注於高壓電源管理及控制領域的高性能電子元器件及電源方案的供應商,總部位於美國矽谷。其推出的集成電路和二極管為包括移動設備、家電、智能電錶、LED燈以及工業應用的眾多電子產品設計出小巧緊湊的高能效AC-DC電源。
PI是較早佈局氮化鎵快充電源芯片的廠商,同時也是首家量產合封氮化鎵電源芯片的廠商。PI氮化鎵快充芯片以高度集成著稱,內置PWM主控、GaN開關管、同步整流控制器等多種功能。目前高集成、高性能PowiGaN電源芯片已被已被小米、OPPO、ANKER、綠聯、belkin等多個品牌的快充產品採用。
同時,面對大功率、高密度需求帶來的產品設計挑戰,PI還推出了MinE-CAP系列解決方案。這也是最新推出的PowiGaN IC,通過高耐壓電容和低耐電容的搭配使用,可以將原有傳統設計中大電容的尺寸減小50%左右,為超小型電源設計帶來了全新的方法。
Reactor-Micro亞成微
亞成微電子成立於2006年,是一家專注高速功率集成技術的高端模擬IC設計公司,國家高新技術企業。擁有由多名科學家帶領的國際領先技術水平的設計團隊,主要產品包括通信設備用關鍵核心芯片ET-PA、手機/平板/筆記本電腦快充用AC-DC電源管理芯片以及照明產品用線性LED驅動芯片。目前,亞成微分別基於ZVS架構和QR架構推出了氮化鎵直驅控制器。
亞成微RM6601SN是一款高性能高可靠性電流控制PWM控制器,全電壓範圍內待機功耗小於65mW,滿足六級能效標準,並且支持CCM/QR混合模式。
亞成微RM6601SN集成多種工作模式,在重載情況下,系統工作在傳統的固頻130KHz 的PWM 模式下,在低壓輸入時會進入CCM 模式;在重載情況下,系統工作在QR模式,以降低開關損耗,同時結合PFM工作模式提高系統效率;RM6601SN 採用專有驅動技術,直驅E-MODE GaN功率器件,提高產品效率及功率密度,簡化EMI濾波電路設計,降低EMI器件成本,完美應用於大功率快速充電器。
亞成微RM6801SN是一款E-Mode GaN FET直驅控制ZVS反激芯片,這也是國內首個直驅氮化鎵功率器件ZVS反激控制器,填補了國內空白。同時這也是一款高性能高可靠性電流控制型PWM開關控制芯片,內置700V高壓啟動、X-cap放電、可調交流輸入Brown in/out等功能,工作頻率高達130KHz,全電壓範圍內待機功耗小於65mW,滿足六級能效標準;並且支持CCM/QR混合模式以及擁有完備的各種保護功能,專有ZVS技術降低GaNFET開關損耗,改善EMI特性。
亞成微RM6801SN採用專有驅動技術,直驅E-MODE GaN功率器件,提高產品效率及功率密度,簡化EMI濾波電路設計,降低EMI器件成本,可以應用於大功率快速充電器。
SOUTHCHIP南芯半導體
上海南芯半導體科技有限公司作為中國電源界的一顆新星,上海南芯推出了中國首顆全系列升降壓電池電源解決方案,在該領域與凌特、TI等老牌大廠同台競技,成為中國芯的驕傲。隨著氮化鎵快充市場持續升溫,南芯半導體也積極地佈局了氮化鎵主控芯片SC3021x系列,採用QR架構,並可以直驅氮化鎵功率器件,簡化設計。南芯半導也基於其氮化鎵主控芯片開發了諸多經典的參考設計。
南芯SC3021A最高支持170KHz工作頻率,適用於繞線式變壓器,可搭配RM8(LM8)繞線式變壓器。南芯SC3021A滿足各類高頻QR快充需求,採用專有的GaN直驅設計,省去外置驅動器或者分立驅動器件;集成分段式供電模式,單繞組供電,無需複雜的供電電路;內置高壓啟動及交流輸入Brown In/Out功能,集成了X-cap放電功能。
基於南芯SC3021A+SC3503+SC2151A方案開發的65W單口繞線變壓器氮化鎵快充方案,PCB板尺寸可做到54*30*23mm,功率密度達1.7W/cm³,具有BOM極簡、高性價比、高功率密度等特點。並且支持PD、PPS、AFC、FCP、SCP、VOOC等快充協議,具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A和3A PPS電壓檔位。
南芯SC3021B支持最高260KHz工作頻率,專為平面變壓器設計,可以實現更高的功率密度。輸入端採用兩塊小板,讓整個PCB模塊體積進一步壓縮,尺寸可做到50*27*25mm,功率密度達1.9W/cm³,具有BOM極簡,高功率密度特點。
基於南芯SC3021B+SC3503+SC2151A的芯片組合開發的65W單口平面變壓器氮化鎵快充方案。
南芯SC3021D支持170KHz GaN直驅,專為30W氮化鎵充電器進行設計,並在該方案下可採用ATQ17/15繞線式變壓器,極具性價比。
基於SC3021D、SC3503、SC2151A三顆芯片開發的30W氮化鎵單口快充方案。兼容協議多,電壓檔位齊全,性能強悍。該方案下PCB板尺寸僅為36*32*20mm,功率密度為1.3W/cm³,高功率密度是其另一大特點。
ST意法半導體
意法半導體(STMicroelectronics)是全球領先的半導體公司,提供與日常生活息息相關的智能的、高能效的產品及解決方案。意法半導體的產品無處不在,致力於與客戶共同努力實現智能駕駛、智能工廠、智慧城市和智能家居,以及下一代移動和物聯網產品。享受科技、享受生活,意法半導體主張科技引領智能生活(life.augmented)的理念。意法半導體2018年淨收入96.6億美元,在全球擁有10萬餘客戶。
目前,ST意法半導體推出了一款GaN半橋器件,內置驅動器和兩顆氮化鎵,並基於該芯片推出了一套推出65W氮化鎵快充參考設計。
意法半導體MASTERGAN1內部集成半橋驅動器和兩顆耐壓650V,導阻150mΩ的高壓GaN開關管,集成在9*9*1mm的QFN封裝內,工作電流10A,低側和高側均具有欠壓關閉保護。驅動器內置自舉二極管,內置互鎖功能,且具有準確的內部定時匹配。支持工業級寬溫。
意法半導體MASTERGAN1支持LLC和ACF應用,對最近興起的大功率應用有很好的支持。配合初級控制器,可以簡化適配器設計,由兩顆開關管和驅動器組成的半橋,改為一顆器件取代,大大減小適配器初級元件數量和麵積。
Texas Instruments德州儀器
德州儀器(Texas Instruments)是全球領先的半導體公司,致力於設計、製造、測試和銷售模擬和嵌入式處理芯片。數十年來,TI一直在不斷取得進展,推出的80000多種產品可幫助約100000名客戶高效地管理電源、準確地感應和傳輸數據並在其設計中提供核心控製或處理,從而打入工業、汽車、個人電子產品、通信設備和企業系統等市場。
在控制器領域,TI已經推出UCC28780、UCC28782兩款ACF控制芯片,並被小米65W、OPPO 50W、華為65W等高端氮化鎵快充產品採用。
在氮化鎵功率器件方面,德州儀器推出了650V和600V兩款氮化鎵功率器件,進一步豐富拓展了其高壓電源管理產品線。與現有解決方案相比,新的GaN FET系列採用快速切換的2.2 MHz集成柵極驅動器,可幫助工程師提供兩倍的功率密度和高達99%的效率,並將電源磁性器件的尺寸減少59% 。
充電頭網總結
作為第三代半導體材料,氮化鎵技術率先在消費類電源領域實現大規模量產商用,獲得廣大消費者認可;同時也趕上了USB PD快充技術普及的浪潮,氮化鎵與快充的結合共同推動著傳統電源市場的全面升級換代,蘊藏著巨大的市場機遇。
目前,市面上熱售的氮化鎵快充充電器已經多達百餘款,各大手機品牌和筆電廠商也都早已進行了戰略性佈局。前不久,氮化鎵被寫入十四五規劃,更是將氮化鎵產業的發展提升到了國家層面,發展前景十分廣闊。
作為消費類電子領域的行業風向標,蘋果入局氮化鎵快充無疑將成為徹底引爆整個市場的催化劑;而眾多芯片原廠在氮化鎵芯片方面的提前佈局,也為整個市場的爆發打下堅實的基礎。
讓我們一起在氮化鎵快充市場等風來!