氮化镓快充完整解决方案：原理图、BOM、设计参考、免费样品

时间： 2020-07-30 来源：世强

基于氮化镓技术、采用Type-C协议的PD快充，是目前充电器的优选；其中，60W的PD快充是目前主流的功率段之一。本方案采用GaN FET作为主开关器件，并搭配高效的同步整流IC、低导通损耗的整流桥、高可靠性保险丝和多协议PD控制芯片等器件，实现基于GaN FET高效率小体积的60W PD快充方案的产品设计。在230VAC输入，20V/3A输出的条件下，其效率可高达94%，相对于Si MOSFET方案，带来了2%左右的性能提升。整个产品尺寸非常小，长宽高是31mm*31mm*60mm，功率密度高达18W/in3。

所有推荐产品均可以提供免费样品，100%保证原厂正品，同时保证提供最具竞争力的代理商价格。

方案原理框图及培训视频

主开关管推荐

型号：INN650D02，规格：650V/11A
其导通电阻最大仅200mΩ，Qg低至1.5nC，超小封装DFN 8x8，可实现100KHZ以上的超高开关频率，减小变压器体积。另外其导通损耗极低，且反向恢复损耗Qrr为零，可实现PD高效率设计。

【经验】英诺赛科65W PD快充驱动电路以及PCB layout设计指导

【Datasheet】英诺赛科（Innoscience）INN650D02—650V GaN增强型功率晶体管数据手册

【Q&A】650V氮化镓(GaN MOS管)在65W符合Type-C协议的快充设计方案中有什么优势？

【Q&A】快充方案采用650V氮化镓晶体管，与Si MOSFET对比，对于效率、体积会有多少的提升？

【Q&A】硅Si MOSFET与GaN氮化镓mos管有什么特性差异？

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同步整流电路推荐

紧凑型二次侧同步整流驱动器：AP402
其支持DCM，QR和CCM模式，而且无需辅助绕组供电，具有16ns快速关断延迟，且静态电流小于220uA，自适应的栅极驱动可实现最大效率。

【应用】基于AC-DC AP201以及同步整流IC AP402B的30W PD快充电源

【应用】同步整流IC AP402应用于90W充电器，120V高耐压

【Datasheet】伊凡微电子（YFW）AP402六级能效快速关断同步整流器数据手册

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整流桥推荐

贴片式整流桥：YBSM4010，规格：1000V/4A
其Vf低至1V，体积是10mm*10mm。导通电压低，体积小，在60W快充应用上，采用2PCS贴片方式降低器件温升且依旧可保持产品的小体积设计。

推荐阅读：

【产品】采用YBS3封装的YBSM系列整流桥，可应用于充电器、适配器

【Datasheet】YBSM40005 THRU YBSM4010 Bridge Rectifiers 数据手册

► 点击申请YBSM4010免费样品

输入保险推荐

TE5延时型保险丝：39213150000
250VAC/3.15A插件式方型保险丝，体积小，适合小型化设计，低内阻，防震外壳，无卤素，无铅，符合RoHS要求，可随意折弯安装，应用可靠性高。

【Datasheet】Littelfuse（力特）392系列TE5延时型保险丝数据手册

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支持Type-C和PD3.0的协议芯片推荐

CS32G020系列控制芯片
可以支持PD3.0、PPS、QC4+、FCP、SCP、AFC、VOOC多种快充协议，目前是国内唯一通过了USB IF协会PD3.0双向认证的芯片，充电和放电均通过验证测试，是60W PD快充的首选控制芯片。

► 点击了解更多CS32G020系列产品详情、申请免费样品

BD93W21F
是一款适用于AC适配器的USB Type-C PD控制器。符合USB Type-C标准和PD标准。
► 点击了解更多BD93W21F产品详情、申请免费样品

R9J02G012
支持最新USB PD3.0和USB Type-C标准。可以作为设备间的认证芯片，具有BGA 封装。
► 点击了解更多R9J02G012产品详情、申请免费样品

二三极管、MOSFET推荐

F1M：快恢复整流二极管，1000V/1A,Ifsm是30A，trr是500ns，SOD-123FL封装。►点击了解F1M详情

SL14：肖特基二极管，40V/1A,Ifsm是28A，SOD-123FL封装。►点击了解SL14详情

BAS516Q：肖特基二极管，100V/250mA，Ifsm是2A，Trr是4ns，SOD523封装。体积小，反向恢复时间极其短，反向恢复损耗低。► 点击了解BAS516Q详情

MMBTA42：NPN三极管，300V/500mA，功耗350mW,封装SOT-23。► 点击了解MMBTA42详情

US1K：超快恢复的二极管，800V/1A,Ifsm是30A，trr是100ns，SMA /DO -214AC封装。► 点击了解US1K详情

1N4148WS：贴片开关二极管，100V/200mA/250mW，SOD323封装。► 点击了解1N4148WS详情

ES1J：超快恢复二极管，600V/1A，Ifsm是30A，trr是35ns，SMA /DO -214AC封装。► 点击了解ES1J详情

BZT52-B12S：齐纳二极管，12V稳压值，200mW功耗，封装SOD323。► 点击了解BZT52-B12S详情

MMBZ5234BV：齐纳二极管，6.2V稳压值，200mW功耗，封装SOD-523。► 点击了解MMBZ5234BV详情

RQ3E075ATTB：P沟道的MOSFET，-30V/23mΩ，导通电流18A，封装HSMT8。► 点击了解RQ3E075ATTB详情

RS1P600BETB1：N沟通功率MOSFET，100V/9.7mΩ，导通电流60A，能承受功耗35W，封装HSOP8。导通电阻低，体积小，适合高效小型化设计。► 点击了解RS1P600BETB1详情

电容、电阻推荐

铝电解电容，KYB系列：长寿命，低ESR，小体积

► 点击了解KYB系列详情

MLCC电容，MC系列：封装齐全，最小可到0201，高耐压，高精度。► 点击了解MC系列详情

CR系列：多种封装，最小可至0201，高精度，低温漂，高度可靠的多层电极结构与所有焊接工艺兼容，阻值范围1Ω到1MΩ均能满足。► 点击了解CR系列详情

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INN650D02 英诺赛科	GaN FET INN650D02系列 650V E-Mode GaN FET DFN 最小包装量：2,500 2,500	世强先进（深圳）科技股份有限公司选型推荐供货保障原厂认证世强代理世强自营一支起订	价格¥ 15.4200 现货9,007 可售量 9,007 发货地广东预计交期 1. 预计交期为预估时间，不含国家法定节假日，不作为订单或合同约定内容。 2. 受限于发货时间和商品物流运输时间。 3. 商品运输过程中如遇不可抗拒力因素，如地震、水灾、旱灾、疫情等，交期可能有所延长。预计交期? 约3个工作日最少1 小量快购批量询价交期查询免费样品
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INN100W14 英诺赛科	GaN FET INN100W14系列 100V E‐Mode GaN FET WLCSP 最小包装量：2,500 2,500	世强先进（深圳）科技股份有限公司选型推荐供货保障原厂认证世强代理世强自营一支起订	价格¥ 10.8000 现货2,074 可售量 2,074 发货地广东预计交期 1. 预计交期为预估时间，不含国家法定节假日，不作为订单或合同约定内容。 2. 受限于发货时间和商品物流运输时间。 3. 商品运输过程中如遇不可抗拒力因素，如地震、水灾、旱灾、疫情等，交期可能有所延长。预计交期? 约3个工作日最少1 小量快购批量询价交期查询免费样品
INN100W08 英诺赛科	GaN FET INN100W08系列 100V E-Mode GaN FET WLCSP 最小包装量：2,500 2,500	世强先进（深圳）科技股份有限公司选型推荐供货保障原厂认证世强代理世强自营一支起订	价格¥ 3.7500 现货369 可售量 369 发货地广东预计交期 1. 预计交期为预估时间，不含国家法定节假日，不作为订单或合同约定内容。 2. 受限于发货时间和商品物流运输时间。 3. 商品运输过程中如遇不可抗拒力因素，如地震、水灾、旱灾、疫情等，交期可能有所延长。预计交期? 约3个工作日最少1 小量快购批量询价交期查询免费样品

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那些人那些事 Lv5. 技术专家 2020-12-07

氮化镓转换效率问题如何提升？
- 西红柿炒番茄_世强回复：总的来说，氮化镓器件具备开关快、功率损耗及成本低的优势，与硅器件相比损耗更低，整体效率表现也越好。
  查看全部2条回复
hth123 Lv2. 工程师 2020-11-27

氮化镓发热问题如何解决？
- 西红柿炒番茄_世强回复：氮化镓的散热多采用单面冷却和双面冷却两种方式。详情请参考世强的文章：【技术】氮化镓场效应晶体管两种散热方式，你知道么？
  查看全部10条回复
ColourfulDays Lv5. 技术专家 2020-10-28

看了文章，想了解一下高电压的产品有吗：https://www.sekorm.com/news/79559695.html
- zyliuliu_世强回复：目前GaN FET的耐压最高是650V，如果需要更高耐压的高频功率器件，推荐选择SIC MOSFET，耐压目前最高可以做到1700V。参考链接：https://www.sekorm.com/doc/985609.html
秋刀鱼 Lv5. 技术专家 2020-10-27

车载无线充电方案能用吗
- JasonYe回复：当然可以使用。
  查看全部4条回复
大豆 Lv4. 资深工程师 2020-10-26

氮化镓快充完整解决方案，有没有120w方案？
- zyliuliu_世强回复：目前英诺赛科已经推出了100W的GAN快充解决方案和demo（暂时没有120W方案），采用INN650D01实现95.4%效率的小型化设计，可参考链接：https://www.sekorm.com/news/89134470.html
larrychen Lv6. 高级专家 2020-09-30

氮化镓快充最大电流是多少？
- 西红柿炒番茄_世强回复：该60W快充方案可输出5V/3A、9V/3A、12V/3A、12V/3A、15V3A、20V/3.25A，即最高3.25A。目前量产的手机快充输出功率最高有125W，输出达20V/6.15V。
  查看全部4条回复
于洋 Lv4. 资深工程师 2020-08-21

氮化镓快充的变压器到哪里去买？
- 艾蓁飞扬回复：目前世强平台暂时没有关于氮化镓快充的变压器推荐，建议后续再进行关注。或者您点击可立可，填写您的技术要求进行变压器定制。变压器设计请关注https://www.sekorm.com/news/18540614.html
太阳 Lv4. 资深工程师 2020-08-13

氮化镓快充完整解决方案BOM哪里可以下载提问来源：https://www.sekorm.com/news/79559695.html
- 西红柿炒番茄回复：氮化镓快充具体方案可以参考DBM001 60W PD (Type-C)快充 Demo说明书，参考链接：https://www.sekorm.com/doc/2192789.html
  查看全部3条回复
coolip Lv3. 高级工程师 2020-08-04

什么控制器？提问来源：https://www.sekorm.com/news/79559695.html
- zyliuliu_世强回复：参考设计中采用的PWM控制器是NCP1342，是一款高频准谐振反激控制器。也可以考虑采用rohm的准谐振反激控制器BD7682，参考链接：https://www.sekorm.com/doc/745886.html
Taiger Lv4. 资深工程师 2020-08-03

你好，那个氮化镓快充完整解决方案原理图去哪里下载，我想自己画个PCB。
- 刀客丨丶_世强回复：具体可以参考原理图：https://www.sekorm.com/doc/2151150.html
  查看全部2条回复