前言
65W氮化镓充电器能够为手机和电脑提供理想的快充体验，同时不需要PFC，从成本和体积上都很有优势，是工厂和消费者选择的主力产品。随着近年来平面变压器技术的成熟，通过使用平面变压器取代传统绕线变压器，充电器从常规的方块形态进化成为饼干形态，更加便于携带。
过去几年，智融科技推出的多款可用于氮化镓充电器的协议降压二合一芯片，在车充和氮化镓快充中应用非常广泛。近日，智融科技发布了全新的ACDC产品，用于氮化镓开关管的初级主控芯片SW，支持直驱增强型氮化镓开关管，进一步完善氮化镓快充产品线，致力于推出一站式氮化镓快充电源解决方案。
充电头网已经拿到了智融推出的65W饼干氮化镓快充方案，这款方案采用了智融推出的初级主控芯片和降压协议芯片，为固定电压输出，搭配二次降压电路实现多口快充，满足消费者多个设备同时充电的需求。下面就对这款氮化镓快充方案进行解析，看看是如何设计的。
智融65W超薄快充方案介绍
智融65W3C口快充方案不仅小巧扁平，而且配备多达3个USB-C接口，实测三维仅81*46*12mm，功率密度约为1.42W/cm，重量约为57g。不仅满足消费者对于“饼干”充电器需求，更进一步提升该类产品的实用性，真正做到出门一个充电器就够。
模块正面安规电容、高压滤波电解电容横置，其中两个还套有黄色胶套绝缘保护。中心区域焊接平面变压器，输出端设有小板，三个USB-C母座全部焊接在小板上。
板子背面设有整流桥、开关电源初次级芯片、降压协议IC等器件，初次级分界明显。
三口C口单口输出性能完全一样，这里只以其中一个C口为例进行协议和PDO测试。使用ChargerLABPOWER-ZKMC测得USB-C口支持Apple2.4A、Samsung5V2A协议，以及QC3+、QC5、FCP、SCP、PD3.0、PPS快充协议。
PDO报文显示C1口具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五组固定电压档位，以及3.3-21V3.25A三组PPS电压档位。
充电器初级主控芯片来自智融，型号为SW，是一颗支持增强型氮化镓开关管直驱的高频反激准谐振控制器，芯片内部集成V高压启动电路和X电容放电功能。芯片内部集成氮化镓驱动器，驱动电压为6V，可直接驱动增强型氮化镓开关管。
SW运行在带谷底锁定的谷底开启工作模式，并集成频率抖动功能以优化EMI性能，支持突发模式。供电采用双VDD供电设计，在输出电压USBPD宽输出场合降低控制器的功率损耗。
SW内部集成输入电压保护，供电过压保护，输出过压保护，逐周期电流限制，过载保护，输出过流保护，电流取样电阻开路和短路保护，芯片内置过热保护，支持外接热敏电阻进行器件过热保护，保护功能全面。
智融SW采用SSOP10封装，支持氮化镓快充，充电器以及开关电源应用，这颗初级控制器的推出，一方面实现了氮化镓控制器的国产化替代，另外一方面也丰富了智融在快充电源的产品线。
与SW搭配的氮化镓开关管是英诺赛科INNDA，这是一颗耐压V的增强型氮化镓高压单管，瞬态耐压V，导阻mΩ，采用DFN8*8封装。智融SW能够直接驱动增强型氮化镓开关管，无需外置稳压管或驱动器。右侧两颗0.27Ω电阻并联，用于初级电流检测。
这款充电器的两路二次降压方案均采用智融新发布的SW解决方案，这款芯片支持双USB-C接口降压控制，内部集成多种快充协议，支持7A大电流输出，并支持双口功率盲插和独立限流。SW支持驱动低压氮化镓开关管，可进一步提升降压电路效率，减小充电器的体积与散热要求。
智融SW为同步整流降压拓扑，支持40V输入，内置同步整流降压控制器，搭配使用硅MOS或氮化镓开关管、电感电容等简单的外围器件，即可实现W大功率输出。内置的降压控制器开关频率为KHz，支持PFM/PWM模式运行以优化转换效率。
此外，智融SW支持引脚外接电阻来配置输出功率以及动态功率分配，在开发多口快充电源产品时无需外置单片机，以此实现更精简的外围并降低成本。适用于车载充电器、多口充电器、插排等产品领域。
用于二次同步降压电路的MOS管来自智融科技，丝印SWT40N45。
用于双口输出的两颗VBUS开关管也是SWT40N45。
转换效率测试
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。我们平时看充电器上面的参数输出W或者65W是充电器可以为设备提供的最大输出功率，但充电器从插座上汲取的功率往往要更大一些，下面是智融65W3CDEMO在不同交流电压输入的情况下电压固定为20V，以五组不同的电流值分别进行了转换效率测试，测试结果如下。
从测试的项目中可以看出，整体的转换效率在79.92%到92.09%之间。DEMO在V输入的情况下，以20V3.25A输出功率下的转换效率最高，为92.09%。
应力测试
测试条件为90Vac输入，20V3.25A满载输出。从应力测试结果可以看到，开关管峰值VDS电压约为V。
测试条件为Vac输入，20V3.25A满载输出。从应力测试结果可以看到，开关管峰值VDS电压约为V。
测试条件为Vac输入，20V3.25A满载输出。从应力测试结果可以看到，开关管峰值VDS电压约为V。
测试条件为Vac输入，20V3.25A满载输出。从应力测试结果可以看到，开关管峰值VDS电压约为V，裕量充足。
谷底锁定测试
智融SW具有独特的Smart-Lock谷底锁定技术，在整个负载范围和输入电压范围内都具有非常优秀的谷底锁定表现。
从上图可以看出，即使在最恶劣的90V输入下的一个工作周期内，SW依旧拥有着非常优秀的谷底锁定表现，最多可实现第七个谷底导通。
V输入情况下，SW的Smart-Lock技术能够精准的锁定谷底，降低开关管的开关损耗。
V输入时，SW同样可以精确的锁定谷底开启开关管。
在V输入测试中，SW依然能够做到精确的谷底锁定并开通开关管。
智融SW不仅具有Smart-Lock优秀的谷底锁定技术，还具有独特的频率折返降频技术，降低高压下开关频率，减小开关损耗，并且支持使用较低值的采样电阻，减小功耗，提高效率。
多口同时输出测试
下面来看一下DEMO的多口同时输出情况。
同时使用2个USB-C接口为笔记本电脑和手机充电，功率分别为43.08W和15.73W。
同时为2台手机充电，功率分别为12.88W和7.46W。
智融65W超薄快充方案兼容性测试
下面来看看智融的超薄快充方案对于设备的充电兼容性如何，因为充电器配备的3个接口在独立使用时的性能相同，所以此次仅测试一个USB-C接口。
iPhone13ProMax是目前最新最大的iPhone手机，支持约27W的快充功率，使用USB-C为iPhone13ProMax充电，功率为9.19V2.92A26.87W，USB-C完全可以满足iPhone13ProMax的快充需求。
Switch底座TV模式支持PD快充，但想激活底座TV模式需要PD充电器支持15V3A及以上的PD快充档位，也就是充电器最低也要支持45W快充。使用USB-C为Switch底座TV模式供电，充电器输出功率为15.07V0.29A4.37W，成功点亮底座TV模式。
受限于篇幅的原因无法将所有的测试数据一一展现出来，所以最后将测试的数据汇总成表。整体来看，在参与测试的手机、平板电脑、游戏机、笔记本电脑等数十台设备中都可以触发快充，部分手机充电功率甚至可以达到50W+，65W的功率也可以满足平板电脑以及部分笔记本电脑的快充需求。
柱状图部分，笔记本电脑和部分安卓机型的功率排在前面，其他设备的功率柱状图依次递减。
充电头网总结
智融最新推出的这款65W三口快充方案基于智融推出的氮化镓主控芯片SW开发，这款芯片内置氮化镓驱动器，可以直驱目前广泛应用的英诺赛科等品牌氮化镓开关管，支持高压启动以及分段供电，满足氮化镓快充应用。这款方案还采用了平面变压器，借助氮化镓技术高频高效的特性，实现了超薄的机身设计。
整个方案的AC-DC部分设计得非常紧凑；此外在次级侧通过两颗智融SW芯片实现两路降压和协议识别功能，无需外置MCU即可实现双路协调控制，高度集成的芯片设计同样实现了精简的外围电路，仅需搭配几颗降压MOS和VBUS开关管，减少PCB板占板面积。同时两颗芯片可以协同实现功率智能分配，满足任一单口输出65W、双口或三口输出功率智能分配，实现了对电源功率的充分应用。
智融这颗初级控制器的推出，一方面实现了氮化镓控制器的国产化替代，为快充PWM芯片提供更多国产品牌选择。另外一方面也丰富了智融的产品线，实现了初级控制器加协议全套完整方案，进一步提高智融科技在有线快充领域的领先地位。
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