芯朋微電子新一代20-65W GaN快充方案

本期，芯朋微技術(shù)團隊為各位粉絲分享新一代20-65W GaN快充方案，該方案集當(dāng)前行業(yè)最新控制技術(shù)、器件技術(shù)、功率封裝技術(shù)之大成，進一步優(yōu)化快充方案的待機功耗、市電保護、功率密度、轉(zhuǎn)換效率、輸出電壓紋波等關(guān)鍵指標，實現(xiàn)技術(shù)降本！

芯片介紹

? 待機功耗低：內(nèi)置800V高壓啟動電路，節(jié)省2顆啟動電阻，待機功耗小于50mW

?市電保護準：通過HV腳監(jiān)控市電，實現(xiàn)精準市電欠壓+過壓雙重保護，為GaN器件安全運行保駕護航

?功率密度高：基于QR-Lock控制技術(shù)，最高工作頻率200kHz以上， 顯著減小變壓器及輸出電容體積

?芯片溫升低： 采用SOP7/PP、SOP10/PP封裝，封裝底部可大面積敷銅散熱，顯著降低芯片溫升

?轉(zhuǎn)換效率高： QR-Lock、PFM、Burst 三種混合工作模式，顯著提升全負載段轉(zhuǎn)換效率，輕松滿足CoC V5 Tier 2

?輸出電壓紋波低：得益于QR-Lock控制技術(shù)，寬輸出電壓下開環(huán)傳遞函數(shù)的相位裕量充足，輸出電壓紋波較傳統(tǒng)技術(shù)降低20mV以上

方案亮點

01高壓啟動技術(shù)

PN8782/3集成高壓啟動管M3，芯片快速啟動后關(guān)閉M3，實現(xiàn)低待機功耗。

30W Demo待機實測數(shù)據(jù)如下：

02QR-Lock技術(shù)

PN8782/3基于QR-Lock控制，可鎖定6個谷底，顯著降低功率GaN開通損耗，支持200kHz以上工作頻率。

30W Demo SW工作波形如下：

鎖6谷底工作波形

鎖1谷底工作波形

相同系統(tǒng)參數(shù)，QR-Lock控制比傳統(tǒng)QR方案，輸出電壓紋波降低20mV以上。

QR-Lock控制

傳統(tǒng)QR控制

03混合工作模式

QR-Lock、PFM、Burst 三種混合工作模式，顯著提升全負載段轉(zhuǎn)換效率。

30W Demo的效率實測數(shù)據(jù)如下：

04優(yōu)異全面的保護功能

芯片提供了極為全面和優(yōu)異的智能化保護功能，包括輸入過壓保護(LOVP)、輸入欠壓保護(BNO)、輸出過壓保護(OVP)、VDD過壓保護(VDD OVP)、逐周期過流保護(OCP)、輸出短路保護(SCP)、DMG電阻短路保護、次級整流管短路保護(DSP)、CS電阻開路保護、輸出過載保護(OLP)和過溫保護(OTP) ，可輕松應(yīng)對各種應(yīng)用場景下可能發(fā)生的電源故障！

HV腳采樣電壓在芯片內(nèi)部經(jīng)過分壓后與BNO和LOVP基準比較，實現(xiàn)市電欠壓和過壓保護。

市電BNO保護，可避免市電過低損壞整流電路；

BNI: 71.7Vac

BNO: 63.6Vac

市電OVP保護，可避免市電過高損壞輸入電解電容及GaN功率器件。

OVP: 364Vac

OVP恢復(fù):335Vac

應(yīng)用要點

① 最大峰值電流：為提高芯片可靠性，建議PN8783EB-A1的最大峰值電流不超過3.5A， PN8783EB-B1的最大峰值電流不超過2.5A，PN8782SX-A1最大峰值電流不超過1.9A，PN8782SX-B1最大峰值電流不超過1.3A；

②輸出電壓采樣：C2和R3應(yīng)放置在距離DMG腳最近的地方提高輸出電壓采樣準確性，C2推薦值10pF；

③芯片供電： VDD電容EC1應(yīng)放置在距離VDD引腳和GND引腳最近的地方，EC1 推薦值10uF；供電二極管串聯(lián)電阻R5推薦值3.3Ω，提高系統(tǒng)安規(guī)能力。