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联想小新CC100拆解:全国产芯氮化镓充电器方案倒计时

2022年01月28日 16:10来源:网络搜索手机版

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2022年,相信大家对氮化镓充电器已不再陌生。氮化镓充电器在消费电子市场的成功说明了目前整个氮化镓行业的制造工艺和相关器件的性能得到了充分的验证,相比传统充电器,为什么氮化镓充电器功率能做的那么大,体积那么小?功率密度提升的秘密在哪?本文通过拆解一款联想小新CC100的双C口氮化镓充电器来探究真相。

拆解

拆解后的实物如上图所示,因为CC100氮化镓充电器外壳是通过波峰焊工艺结合的,所以采用的是暴力拆解的方式。从电源模块覆盖的纯铜散热片以及石墨散热贴纸可以看出这个电源模块的散热措施十分扎实。观察下来,整个电源模块的电路拓扑结构非常清晰:一次侧,EMI滤波网络,PFC升压电路、氮化镓开关电源电路;二次侧则是同步整流宽电压输出,更进一步的升降压双C口输出电路。具体看下每个部分的电路和芯片。

EMI滤波网络

这块小板上主要是EMI滤波网络和经过整流桥后的滤波网络。

PFC电路

这个小板是PFC电路中的开关MOS管、整流管以及背面两颗高压滤波电解电容(冠坤,规格都是420V 47μF)。开关MOS管采用的是东微半导体的NMOS管(型号:OSG60R108JZF),具有极低的开关损耗,导阻只有108mΩ。整流管则采用的是瑞能的超快速恢复二极管,600V的耐压,9A的正向电流。

开关电源

这块主板牵涉了各部分的电路,两颗整流桥(丝印:MRS30M),用于均摊散热。

PFC控制器为昂宝电子的的OB6566。

开关电源的主控芯片采用安森美的准谐振PWM控制器(NCP1342),用于驱动英诺赛科的氮化镓功率MOS管(INN650D02)。作为氮化镓充电器的主角,这是一颗增强型的功率MOS管,具有超高的开关频率,且具有极低的导通电阻,仅有200mΩ。

在实际的设计中,使用安森美NCP1342控制器+英诺赛科的氮化镓功率MOS管组合的电路方案可以额外加上驱动IC(FAN3111E),以实现氮化镓MOS管的高速驱动,无论是驱动速度,还是驱动信号稳定性都有较大的优势,同时也可以减小产品驱动信号PCB 设计的难度,从而实现高功率密度的开关电源应用。

氮化镓开关电源的整流输出采用了东科的高性能同步整流芯片(DK5V100R05M),只有两个引脚,分别对应肖特基二极管PN管脚,芯片内部集成了100V NMOS功率管,可以大幅降低二极管导通损耗,提高开关电源效率,可以作为目前市场上同等规的肖特基整流二极管的代替料。

两颗兆龙的高速光耦(CT 1018),用于反馈输出电压和隔离保护功能。

USB PD输出电路

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