前言
隨著游戲本、移動工作站以及迷你主機的高性能化,大功率電源適配器的需求與日俱增。為了兼顧高功率與便攜性,基于氮化鎵技術的超薄適配器方案成為了行業發展的主流趨勢。
近日,充電頭網拿到了一款來自致能科技的300W超薄氮化鎵適配器方案。該方案采用PFC+LLC拓撲結構,實測裸板高度為15.7mm。
其PFC級采用了致能ZN65C1R070P氮化鎵功率器件,LLC半橋則采用了致能ZN70G1R120L氮化鎵功率器件,搭配恩智浦TEA2017主控。
在提供20.8V 14.4A輸出的同時,其在90V輸入電壓下效率達到了92.3%,而在264V輸入電壓下平均效率更是高達95.5%。
下面就為大家帶來這款300W超薄適配器方案的詳細解析。
致能300W超薄PFC+LLC氮化鎵適配器方案外觀
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PCBA正面可以看出板子采用了修長的長方形帶狀設計,發熱量較大的功率器件均配有厚實的鋁制散熱片。
可見輸入端的EMI濾波電路、整流橋、PFC電感、高壓濾波電容以及LLC變壓器和輸出端固態電容等元器件。
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主控芯片、同步整流控制器及MOS管等貼片器件均布置在PCBA背面,走線清晰。
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使用游標卡尺測得PCBA板的長度約為191.94mm。
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使用游標卡尺測得PCBA板的寬度約為94.22mm。
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測得PCBA板件最高處厚度僅為15.70mm。
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將PCBA放在電子秤上,測得其重量約為291.3g。
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將這塊致能300W氮化鎵方案放在成年人手掌中,大小如圖所示。
簡單看過產品外觀以及尺寸數據,接下來我們將逐步為大家解析這套方案的用料細節。
致能300W超薄PFC+LLC氮化鎵適配器方案解析
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致能這款方案正面左側為分布交流輸入與EMI濾波電路;中部設有整流橋、PFC電感、PFC開關管及兩顆來自創慧的高壓電解電容等器件;右側則是LLC主變壓器,以及由四顆科尼盛固態電容和磁環電感構成的次級輸出濾波電路。整體做工扎實,高低壓界限分明。
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方案PCBA背面分布PFC+LLC二合一主控芯片、PFC整流管、初級開關管、同步整流芯片、同步整流管以及光耦、Y電容等器件。
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整流橋特寫絲印GBU2506,通過螺絲固定在散熱片上。
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初級主控芯片來自NXP恩智浦,型號為TEA2017AAT,是一款數字化可配置LLC和PFC組合控制器,用于高效諧振電源。
芯片內部集成高壓啟動和X電容放電,內部集成驅動器,可直接驅動高壓上管,無需外置驅動器。
芯片包括LLC和PFC控制器功能,PFC經配置可在DCM/QR、CCM固定頻率或支持所有操作模式的多模式下運行,優化PFC效率。
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一顆PFC整流管來自科尼盛,型號為KN3D10065G,規格為650V 10A。
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PFC開關管來自致能,型號為ZN65C1R070P。該器件是一款采用TO-220封裝的650V、70mΩ規格常關型氮化鎵器件。該器件結合了高壓氮化鎵與低壓硅MOS技術,最大連續漏極電流可達32A。
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該器件具備低結電容特性,易于使用硅MOS驅動器驅動。該器件符合JEDEC及RoHS標準,適合應用于工業電源、通信電源、數據中心及消費電子等領域。
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初級開關管同樣來自致能,型號為ZN70G1R120L。該器件是一款采用DFN 8x8封裝的 700V、120mΩ規格常關型氮化鎵。該器件結合了高壓氮化鎵與低壓硅MOS技術,最大連續漏極電流17A。
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其具備寬柵極安全裕量及低柵極電荷等特性,可使用硅MOS驅動器驅動,能提升開關電路的效率并提高系統功率密度。該器件符合JEDEC及RoHS標準,適合PD快充、通信電源、數據中心及照明等應用領域選擇。
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一顆貼片Y電容來自四川特銳祥科技股份有限公司,具有體積小、重量輕等特色,非常適合應用于氮化鎵快充這類高密度電源產品中,料號為TMY1102M。
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特銳祥貼片Y電容資料信息。
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一顆絲印為1019的光耦。
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同步整流控制器來自恩智浦,型號TEA2095,是一顆雙路同步整流控制器,內置兩個驅動器,可以同時驅動兩個同步整流管,并支持獨立工作,適用于LLC諧振電源使用,采用SO8封裝。
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四顆同步整流管絲印60N02BG。
充電頭網總結
這款由致能科技打造的300W超薄適配器Demo方案采用了經典的PFC+LLC諧振拓撲架構,搭載NXP恩智浦TEA2017+TEA2095的數字化控制組合。
該方案最大的亮點在于其核心內置的致能氮化鎵器件。PFC采用了TO-220封裝的ZN65C1R070P,而LLC采用了DFN 8x8封裝的ZN70G1R120L。
得益于致能GaN器件低導阻和出色的開關性能,該電源在90V低壓輸入下依然能保持92.3%的高效轉換,264V下平均效率更是高達95.5%,輕松實現20.8V/14.4A的大功率穩定輸出。
總體而言,這款方案超薄氮化鎵適配器為高性能游戲本、便攜式工作站、小型Ai服務器、醫療電源等場景提供了一個體積更小、效率更高的電源適配器參考方案。
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