前言

目前市面上高功率設(shè)備越來(lái)越普及，各大方案商對(duì)于充電解決方案的高效性、集成度、兼容性等方面也日益重視。智融科技最近推出了一款集成氮化鎵驅(qū)動(dòng)的高性能反激式電流模式PWM控制器SW1108，這款芯片可為集成度高、效率高的快充方案設(shè)計(jì)提供強(qiáng)大的支持。

SW1108的設(shè)計(jì)理念聚焦于提升轉(zhuǎn)換效率和降低電磁干擾，具備高壓?jiǎn)?dòng)能力和多種完善的保護(hù)機(jī)制，可為適配器、充電器及AC-DC開(kāi)關(guān)電源等應(yīng)用提供有效保障。結(jié)合SW1108的優(yōu)勢(shì)，智融科技也推出了兩款基于該控制器的140W快充方案，旨在為各類設(shè)備的快速充電需求提供解決方案。

iSmartWare智融科技SW1108

SW1108是一款高性能集成型反激式電流模式PWM控制器，采用集成氮化鎵驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，能夠提供6V氮化鎵驅(qū)動(dòng)能力。芯片具備高壓?jiǎn)?dòng)功能，支持高達(dá)700V的啟動(dòng)電壓，同時(shí)集成頻率抖動(dòng)功能，能有效降低電磁干擾性能。SW1108內(nèi)部采用谷底開(kāi)啟技術(shù)，能夠進(jìn)一步提高輕載下的效率，并支持PFM模式以實(shí)現(xiàn)更高效的負(fù)載調(diào)整，空載功耗控制在50mW以下。芯片適合應(yīng)用于適配器、充電器及AC-DC開(kāi)關(guān)電源等領(lǐng)域。

SW1108還具備完善的保護(hù)機(jī)制，包含輸入欠壓保護(hù)、VDD過(guò)壓保護(hù)以及輸出過(guò)壓保護(hù)等功能。此外，它還集成了周期電流限制、過(guò)載保護(hù)、輸出電流過(guò)流保護(hù)以及芯片溫度過(guò)高時(shí)的過(guò)溫保護(hù)。SW1108采用SOP-8封裝，適用于輕量化的電源設(shè)計(jì)領(lǐng)域，能在高頻、低EMI需求的應(yīng)用領(lǐng)域中展現(xiàn)出強(qiáng)大的性能優(yōu)勢(shì)。

智融140W快充方案優(yōu)勢(shì)

得益于SW1108的高性能和集成化設(shè)計(jì)，智融科技推出了兩款基于SW1108的140W單口+多口快充方案，分別采用了不同的芯片組合與接口設(shè)計(jì)，滿足市場(chǎng)對(duì)于高效能、多接口快充解決方案的需求。

接下來(lái)充電頭網(wǎng)將會(huì)對(duì)這兩款方案作一個(gè)簡(jiǎn)單介紹。

SW1108+SW1608+SW3566+SW3536*2（140W2C2A）

第一款140W方案采用SW1108+SW1608+SW3566+SW3536*2的設(shè)計(jì)，采用2A+2C接口設(shè)計(jì)，這一方案設(shè)計(jì)充分利用了各芯片的優(yōu)勢(shì)，讓整體方案集成度大大提升。

在這一款方案中，SW1108作為集成氮化鎵直驅(qū)的高頻準(zhǔn)諧振反激控制器，極大提升了電路的轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)減少了外部元件的需求。SW1608作為同步整流驅(qū)動(dòng)控制器，專為離線式反激變換器的副邊同步整流管驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，從而進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)的能效。雙口充電SOC芯片SW3566和兩顆多快充協(xié)議芯片SW3536則分別負(fù)責(zé)控制不同的充電接口，支持多種快充協(xié)議，支持USB-A和USB-C的雙口快充輸出，并且支持獨(dú)立限流，保障每個(gè)接口的充電性能。

經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)，這款方案的尺寸為67.3*69.4*21.93mm，重量約為144.6g，功率密度達(dá)到1.36 W/cm3，具備優(yōu)異的功率體積比。

精準(zhǔn)的谷底鎖定工作模式

SW1108采用Smart_Lock谷底鎖定工作模式，產(chǎn)品在一定輸入電壓和一定負(fù)載工作條件下工作穩(wěn)定，無(wú)谷底跳變現(xiàn)象，從而無(wú)頻率突變，因此整個(gè)電源系統(tǒng)產(chǎn)品具有更低的輸出紋波，同時(shí)消除了谷底跳變帶來(lái)的可聞噪聲。由于谷底精準(zhǔn)鎖定，也為系統(tǒng)效率帶來(lái)了一定的提升。

谷底鎖定工作波形圖

谷底跳變工作波形圖

自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)

眾所周知，QR工作模式在輕載下往往具有更高的SR尖峰應(yīng)力，SW1108采用自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)，使得QR模式下的產(chǎn)品在輕載，短路，輕滿載開(kāi)機(jī)和輕重載切換等各種工況下都具有極低的SR應(yīng)力。因此對(duì)某些輸出電壓的應(yīng)用可以采用比競(jìng)品更低耐壓的同步整流管，從而降低系統(tǒng)成本。另外由于消除了SR的尖峰震蕩，也使得系統(tǒng)全負(fù)載段擁有更好的EMI效果。

264V輸入 28V空載正常輸出 無(wú)尖峰應(yīng)力

264V輸入 28V空載正常輸出 無(wú)尖峰應(yīng)力

系統(tǒng)效率優(yōu)化設(shè)計(jì)

SW1108采用更低的CS閾值電壓設(shè)計(jì)，使得產(chǎn)品在低壓90V輸入下可以減少CS電阻的損耗和發(fā)熱，具有更高的低壓效率。同時(shí)高壓230V輸入下在高壓降頻和谷底鎖定的工作模式加持下，有效降低了高壓開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)損耗，為產(chǎn)品的系統(tǒng)效率也帶來(lái)了一定的優(yōu)化提升。產(chǎn)品效率的優(yōu)化提升，為客戶直接帶來(lái)了更低的溫升體驗(yàn)，也減少了客戶在散熱上的散熱成本。

優(yōu)異的EMI性能

230V輸入 C1+C2+A1+A2 20V3,25A+15V3A+5V2.4A+5V2.4A輸出 L線

230V輸入 C1+C2+A1+A2 20V3,25A+15V3A+5V2.4A+5V2.4A輸出 N線

230V輸入 C1+C2+A1+A2:20V3.25+15V3A+5V2.4A+5V2.4A輸出 Horizontal 2m

230V輸入 C1+C2+A1+A2:20V3.25+15V3A+5V2.4A+5V2.4A輸出 Vertical 1m

SW1108+SW1608+SW2335(140W 單C)

第二款140W方案則采用了SW1108+SW1608+SW2335的設(shè)計(jì)，采用單USB-C口設(shè)計(jì)。

在第二款140W快充方案中，SW1108作為核心控制器，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)高效的準(zhǔn)諧振反激轉(zhuǎn)換，優(yōu)化開(kāi)關(guān)速度，提升電能轉(zhuǎn)換效率。SW1608則驅(qū)動(dòng)副邊的同步整流管，降低功耗并提高系統(tǒng)整體效率。SW2335作為快充協(xié)議控制器，支持PD3.1等多種快充協(xié)議，確保充電的高效兼容。

該方案的實(shí)際測(cè)量尺寸為69.31*69.38*23.91mm，重量約為123.4g，功率密度約為1.23 W/cm3。通過(guò)優(yōu)化芯片組合和電路設(shè)計(jì)，該方案在體積小、重量輕的同時(shí)，確保了高效的充電性能，適用于多種需要高功率充電的設(shè)備，在助力開(kāi)發(fā)大功率小體積充電器方面有很大的優(yōu)勢(shì)。

系統(tǒng)效率優(yōu)化設(shè)計(jì)

精準(zhǔn)的谷底鎖定工作模式

谷底鎖定工作波形圖

自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)

264V輸入 28V空載正常輸出 無(wú)尖峰應(yīng)力

264V輸入 28V滿載正常輸出 無(wú)尖峰應(yīng)力

可靠的氮化鎵驅(qū)動(dòng)以及氮化鎵合封技術(shù)

SW110X系列產(chǎn)品采用差分驅(qū)動(dòng)的方式，可以更可靠的直接驅(qū)動(dòng)E-Mode氮化鎵，保證了氮化鎵工作的可靠性。通過(guò)合理的封裝打線方式使得相應(yīng)的合封氮化鎵系列產(chǎn)品在高頻工作下減少了系統(tǒng)走線帶來(lái)的寄生電感震蕩導(dǎo)致的誤開(kāi)關(guān)問(wèn)題，從而具有非常高的量產(chǎn)可靠性。

優(yōu)異的EMI性能

230V輸入 28V5A輸出 L線

230V輸入 28V5A輸出 N線

230V輸入 28V 5A輸出 Horizontal 2m

230V輸入 28V 5A輸出 Vertical 1m

低待機(jī)損耗測(cè)試

以上為智融科技此套140W單口方案的待機(jī)性能測(cè)試數(shù)據(jù)，可以看出此套方案的待機(jī)表現(xiàn)相當(dāng)優(yōu)秀，在264V輸入下的140W應(yīng)用中也可以滿足75mW以下的待機(jī)損耗，大大降低了大功率充電器產(chǎn)品的待機(jī)狀態(tài)電量消耗，為全球能源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)貢獻(xiàn)一份力量。

充電頭網(wǎng)總結(jié)

智融科技推出的SW1108 AC-DC控制器通過(guò)有效提升轉(zhuǎn)換效率和減少電磁干擾，確保了充電過(guò)程中的穩(wěn)定性和安全性。結(jié)合基于SW1108設(shè)計(jì)的兩款高性價(jià)比的全套140W快充方案，展現(xiàn)出其在高功率設(shè)備充電領(lǐng)域的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)力。未來(lái)隨著高功率設(shè)備的普及，這種緊湊、高效、高性價(jià)比的充電解決方案將極大地推動(dòng)市場(chǎng)的發(fā)展，成為行業(yè)的最終選擇。

（1）采用PFC+LLC方案來(lái)做140瓦多口輸出，最大的優(yōu)點(diǎn)是滿載效率高。缺點(diǎn)是成本高，而且由于LLC的輸出電壓無(wú)法寬范圍調(diào)節(jié)，且無(wú)法關(guān)斷PFC獨(dú)自工作，那么加上Buck后低電壓輸出的綜合效率會(huì)低很多，同時(shí)輕載效率和待機(jī)損耗也會(huì)相對(duì)比較高。

（2）采用PFC+AHB方案來(lái)做140瓦單口或者多口輸出，其優(yōu)點(diǎn)也是諧振工作，滿載效率較高。同樣的缺點(diǎn)也是無(wú)法兼顧滿載效率和PFC分檔輸入以及輸出電壓多檔可選的要求，那么必然導(dǎo)致后級(jí)帶Buck后低電壓輸出的綜合效率較低，特別是在5V輸出的輕負(fù)載待機(jī)狀態(tài)。而且目前AHB方案成熟度還不是很好，開(kāi)發(fā)難度較大，對(duì)工程師使用還不夠友好。由于需要高低邊驅(qū)動(dòng)以及上下兩個(gè)高壓開(kāi)關(guān)管和方案選擇性較少的原因，整體成本也相對(duì)較高。

而智融科技采用PFC+QR的反激方案做法，此方案成熟度非常高，對(duì)工程師開(kāi)發(fā)難度大大降低，反激部分只需要一個(gè)高壓開(kāi)關(guān)管，方案綜合成本低很多。另外此方案可以將ACDC輸出電壓根據(jù)需要調(diào)整為29V、21V和13V，從而使得后級(jí)低電壓輸出時(shí)的buck的效率更優(yōu)，綜合效率更好。而且當(dāng)負(fù)載小于一定程度時(shí)候，可以關(guān)斷PFC獨(dú)自工作，輕載效率更高，待機(jī)損耗更低。

另外QR搭配的PFC可以采用分段的做法來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化方案的整體效率。智融科技目前PFC+QR可以在滿足相關(guān)EMC標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上AC DC部分可以在90V做到93.3%的效率，在230V也可以達(dá)到接近95%的效率。并且整體成本相較于PFC+LLC或者PFC+AHB的方案低大概6-7塊錢。