单 双灵活方案manbet设计芯茂微 65W 第二代高频氮化镓方案性能测试

　　manbet近日，芯茂微推出第二代快充应用方案，其前端控制芯片LP88G24DCD专为氮化镓特性进行了优化设计，工作频率范围可达到 25kHz~500kHz，内置 HV 启动和 X 电容放电功能，极轻载下工作在 软跳频 模式功耗低而且噪音小；另外芯片内置输出电流感应和计算单元，无需复杂的补偿计算就可以准确控制电源的输出过流点；搭配其同步整流 LP35118V，可使其性能达到最大优化。manbet

　　src=第二代方案设有绝缘胶带密封变压器、两级共模电感、安规 X 电容、滤波电感、三颗滤波电容。

　　src=单 & 双 绕组变压器可选灵活的方案设计，单绕组：利用 VccH 供电，无需外接 LDO 电路，双绕组：可以减少高压输出时的功耗。manbet

　　src=同时也采用焊接小板策略，并设有 TT8MF 整流桥；立体布置，节省空间。

　　src=第二代方案背面设有主令控制器、安规电容以及同步整流 MOS 等器件。

　　src=LP88G24DCD合封芯片内置 650V 级联型结构的 GaN 功率器件，采用 QFN8*8 封装，进一步减小芯片占板面积；芯片引脚间爬电距离 2mm，在各种电源应用场合中都具有极高的可靠性；此外，manbet它将主控和 GaN 的驱动脚都外置，且相邻布置，可以方便的通过串联电阻来改善EMC性能。

　　src=芯茂微次级同步整流控制器LP35118V，采用 SOT23-6L 封装，适用于 AC-DC 的同步整流应用，支持 DCM 和 CCM 工作模式，并具有极快的关断速度，大幅度降低 CCM 工作模式下的效率损耗；同时，LP35118V 集成 VCC 供电技术，无需辅助绕组供电下，保证 VCC 不会欠压。

　　src=芯茂微65W第二代高频氮化镓方案变压器高度约为 22.27mm。

　　测试充电设备完整的快充协议，可以根据具体的协议来匹配输出设备，从而获得更好的快充体验。

　　兼容性测试环节可以清楚的得知多功能插座为各个设备的充电情况，充电头网会使用几十款机型进行测试，为读者呈现真实的测试数据。

　　src=为手机充电可以达到快充功率，同时为笔记本充电也可以达到该 PCB 板 USB-C 接口的最大输出功率。

　　src=将数据绘制成柱状图，可以看出支持笔记本在最高功率档位充电，同时针对其他设备的充电兼容性也十分亮眼。

　　针对芯茂微的这款第二代高频氮化镓方案，USB-C 支持 65W 快充输出，所以此次充电全程测试选用的测试设备是 MacBook Air M2，充电全程在 25 ℃的恒温箱中进行，接通电源，记录测试数据。

　　src=接通电源握手 20V 电压档位；前 19 分钟功率稳定在 60W 左右；随后功率逐渐下降，第 54 分钟，功率下降至 25W 左右并持续充电至 1 小时 13 分，随后进入涓流充电直至充满，充电全程耗时 2 小时 11 分钟左右。manbet

　　现如今，用户使用充电器为设备充电结束后，不再从插座拔掉已成为常态。很多读者都想知道充电器如果一直插在插座上是否浪费电，待机功耗测试环节就是为了解答这个问题。

　　src=经过功率计测试，充电器在 220V 50Hz 的空载功耗为 0.047W，换算下来一年损耗的电能约为 0.41KW · h，若市电价为 0.6 元 /KW · h，则充电器一年的电费约为 0.25 元左右。

　　充电器在 110V 60Hz 时空载功耗为 0.028W，换算下来，一年损耗的电能约为 0.25KW · h，若市电价为 0.6 元 /KW · h，则充电器一年的电费约为 0.15 元左右。

　　经过上面的空载功耗测试，芯茂微 65W 第二代高频氮化镓方案 USB-C 在 220V 50Hz 下完全低于 GB20943-2017 的标准；在标准下，在 220V 50Hz 的市电环境下插在插座上不使用，一年下来消耗电费约 0.25 元左右，在 110V 60Hz 的电压环境下，一年下来消耗的电费约 0.15 元左右；基本可以忽略不计。

　　充电器本质上是一种转换设备，过程中会有损耗，以热量的形式散发出来；充电器从插座上汲取的功率往往会比充电器标注的功率大一些；下图是芯茂微 65W 第二代高频氮化镓方案 USB-C 板端的输出功率，使用横河 WT310E 功率计记录在各个电压档位下转换效率。

　　由于充电器中采用开关电源，变压器次级输出的并非直流电，需要经过整流和电容滤波输出，也就是充电器输出会存在纹波；充电头网采用示波器测试充电器输出的纹波值，与国家标准进行比对，检测充电器的输出质量。纹波越低，manbet充电器的输出质量就越高。

　　国家标准中充电器纹波要求是不高于 200mVp-p，芯茂微 65W 第二代高频氮化镓方案 USB-C 在 110V 60Hz、220V 50Hz 输入电压下，所有输出功率纹波峰峰值均低于 121mVp-p，表现不错。

　　芯茂微电子的氮化镓 GaN 器件采用级联结构，并且这种氮化镓器件相对于 E-mode 的氮化镓功率器件有诸多优势，导通损耗更低，驱动结构更简单，驱动容错性更强，非常适合用在开关电源上。

　　此 65W 第二代高频氮化镓方案采用方案芯片型号：LP88G24DCD（氮化镓合封驱动器）+LP35118V（同步整流），拥有单 & 双 绕组变压器可选灵活的方案设计和优异的EMC性能，在各种电源应用场合中都具有极高的可靠性。