高密度快充设计:如何实现65W全集成方案?
2025-06-27 15:23:58
当前消费电子设备对快充电源的体积和效率要求日益严苛,如何在有限空间内实现65W高效快充设计?
要实现高密度65W快充设计的核心技术在于采用全集成化电源芯片方案。以南芯POWERQUARK® SC3107C为例,该方案通过五合一功能整合将传统充电器中分立的主控制器、GaN开关管、隔离通信、同步整流和协议芯片集成于单颗芯片中,显著缩小PCB面积。实测数据显示,46.13×23.79×27.56mm的参考设计可实现2.15W/cm³功率密度,转换效率高达95.1%(20V/3.25A)5。
设计过程中需重点关注三大核心要素:
芯片选型策略:根据输出功率范围选择集成对应规格GaN器件的型号。例如东科DK065G(700V/260mΩ)适用于45-65W设计,其专利谷底锁定QR算法可降低开通损耗,避免音频噪声7。
关键参数设计:输出滤波采用680μF固态电容组合抑制纹波(<48mVp-p),远低于YD/T 1591-2009标准的200mVp-p限值;同步整流选用100V耐压/6.5mΩ导阻MOS管(如恒泰柯HGN080N10AL),提升能效3%-5%5。
热管理优化:利用全集成方案减少功率链路节点,配合1MHz高频开关降低磁性元件尺寸。实测220V输入时空载功耗仅0.052W,年待机耗电不足0.5度57。
表:主流全集成快充方案对比
实际开发中需解决两大挑战:一是EMI抑制,可采用三级滤波设计(3.15A保险丝+共模电感+双Y电容串联);二是散热均流,建议在变压器与同步整流管间预留散热通道,PCB采用2oz铜厚提升热传导
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型号
集成器件
功率范围
特色技术
封装
南芯SC3107C
GaN+SR+协议
65-140W
数字隔离通信
SSOP38L
东科DK075G
双GaN管
75W
谷底锁定QR
DFN8×8
英飞凌PAG1S
控制器+协议
65W
变压器反馈
QFN