无锡硅动力微电子的AC/DC 快充产品与高频QR氮化镓筹划介绍

2023年08月23日，由充电头网发起的2023（秋季）亚洲快充大会在深圳福田会展中央举行，汇聚了浩瀚国内外浩瀚半导体家当链的专家、学者、企业代表等半导体领域的大咖，互相交流半导体技能和半导体未来的发展趋势，为大家分享最新半导体领域的技能和干货，个中无锡硅动力微电子株式会社（简称：硅动力）受邀出席，带来了《无锡硅动力微电子AC/DC 快充产品与高频QR氮化镓方案先容》的精彩演讲，本次演讲内容紧张是分享硅动力的AC/DC 快充产品的先容、高频QR氮化IC的特点以及DEMO干系的性能展示，帮助客户快速高效的实现快充电源设计。

担当本次的演讲高朋是无锡硅动力微电子株式会社市场运用总监蒋万如师长西席。
蒋万如师长西席曾在有名外企和电源企业担当芯片运用和研发管理事情，在开关电源产品研发和电源管理芯片运用方面有超过20年的事情履历，现在紧张卖力AC/DC电源芯片定义和系统运用事情，参与申请了多项芯片发明专利。

本次演讲由公司简介、 AC/DC 快充产品先容、高频QR氮化IC特点、 DEMO 性能展示共4个部分组成。

首先进行的是公司简介。

无锡硅动力微电子株式会社成立于2003年6月，目前拥有145名员工，产品紧张涉及工业、消费类AC-DC、DC/DC等领域，是工信部认证的集成电路设计企业，省科技部认定的江苏省高新技能企业，江苏省工程技能中央和市科技部认定的无锡市工程技能中央。

公司拥有65名科研职员，占公司员工的44.83%，研发骨干紧张来自国内外有名电源类半导体企业，拥有73项专利和授权，电源技能方面与浙江大学成立电源管理芯片联合实验室，在材料器件的研究方面与东南大学成立宽禁带半导体材料与器件联合实验室。
共同助力氮化镓的发展和国产芯片实现平替的愿景。

以上是硅动力近年来得到的企业名誉。

硅动力的产品紧张运用于适配器、快充、家电、智能电表等领域。
硅动力长期耕耘在AC/DC电源管理领域，目前产品已完全覆盖1-500W功率段、小体积、高效率的整套电源办理方案，产品广泛运用于快充、适配器、家电、显示屏等领域。

在PD&UFCS等充电产品运用领域，有全系列的AC/DC SSR掌握芯片和同步整流芯片等产品供客户选择。
个中在快充18-65W功率段的市场霸占率位于前列，累计出货超过1.5亿PCS。

第二部分内容，重点先容AC/DC 快充产品芯片。

快充系统分为功率转换部分和协议部分两大部分。
本节内容重点先容AC/DC功率转换部分。
截止目前，硅动力拥有2大系列，首先是覆盖18-33W的内置Si-MOSFET 方案的低级掌握芯片和次级同步整流，整套方案自带全面的保护功能，定位大略易用。

在18~25W之间的产品推举利用SP664X和SP663X系列，25W~33W利用SP8666系列。
第二大系列是覆盖20-150W的氮化镓办理方案，同样在低级掌握芯片和次级同步整流上有不同办理方案，采取高频谷底锁定事情模式，频率最高支持350K，在20~70W区间推举利用SP968X内置氮化镓系列，超过70W建议利用掌握器SP9680和SP8680F外驱氮化镓方案，厂商可根据需求进行选择。

第三部分是高频氮化镓掌握IC特点。

上图是范例65W运用线路图，简化外围的合封方案采取SP9687H+SP6520H，内置0.26的增强型氮化镓；大略单纯化设计，芯片外围仅需设置3个电阻，分别是R1输入欠压保护电阻 、R6//R7限流掌握电阻、R3输出过压保护电阻；外置OTP功能，供应周边零件保护

硅动力的氮化镓掌握芯片中满载事情在谷底锁定模式，中轻载事情在降频模式，轻载、空载事情在省电模式，实现全负载段效率的均衡。

SP968X系列支持集成/外驱GaN功率器件，适宜设计USB-PD&UFCS的快充方案；高频准谐振谷底锁定 + PFM + Burst mode事情；最高事情频率支持350K；自适应补偿的Burst事情模式，降落轻载纹波；自适应环路增益补偿坚持宽输出电压下的稳定事情；低级限流环保护，易于知足安规LPS哀求；可选单段或双段限流，知足多口充电或单口充电系统；驱动优化和调度技能，降落次级整流管应力，优化EMI。

QR谷底锁定的测试展示图，图中可以看到谷底锁定的事情非常稳定。

芯片特点内置全面的保护功能，包括: 输入AC的欠压保护，过流保护OCP)、过载保护(OLP)，输出短路保护(SCP），针对非常的故障过流保护(次级绕组或SR整流管短路)；低级CS电阻OPEN/SHORT保护；VDD过压/欠压保护；内置OTP保护和外置NTC供应器件OTP保护。

氮化镓掌握芯片的多样化封装，可以面对不同运用体积的需求，厂商可自行选择QFN5x6、QFN8x8、ESOP7、ESOP10封装工艺。
在20~45W推举利用ESOP7，45~65W的小体积上推举利用QFN8x8，散热面积更大，能够降落芯片温度，带来更好的温升表现。
硅动力供应的定制封装，通过封装的客制化，增加散热面积，降落热阻，降落打线寄生电感影响，提高可靠性。

第四部分是DEMO性能展示。

以上是硅动力的PD 65W 实际电路图，包含功率转换部分和协议部分，采取SP9687H+SP6520H。
如果不须要PPS，框中部分可去除即可，使外围更加精简。

实际的PD 65W的DEMO图片，采取AT23/12.9变压器，DEMO的功率密度大于2W/CC。

效率测试，在20V，65W情形下，均匀效率可达93.1%，满载效率在90V情形下，靠近93%，115V/230VAC情形下，大于93.1%。
还有很大的优化空间。

在5V情形下，均匀效率也高于91%，满载效率高于92.4%，待机功耗低于50mW（带协议）。
测试的高低功率，都能够实现较高效率，紧张得益于芯片内部频率曲线的优化和QR拓扑和锁谷带来的上风。

DEMO的温升表现，采取单板双面PCB的设计。
在环境封闭无外部散热的情形下，芯片在90V事情时，温度掌握在104.3度，只需进行大略单纯的散热设计即可推向市场，有效缩减产品开拓韶光。

EMI的性能测试，在AC 230V情形下，传导余量大于10dB，辐射余量大于9dB。
能够得到这么好的EMI性能表现，紧张是通过优化驱动+QR 谷锁+频率抖动优化，这样可以简化变压器屏蔽绕组设计和减少EMI滤波元件。

同步整流电压应力测试，驱动会根据模式进行调节。

得益于抗滋扰和驱动方面的优化。
EMI传导、辐射通过EN55032 Class B标准，余量>6dB，ESD知足IEC 61000-4-2，12kV/20kV等级哀求，EFT知足IEC 61000-4-4: 2004，4kV等级哀求，Surge知足IEC 61000-4-5:2005，2kV等级哀求。

65W的方案总结三简两高的特点，三简是外围零件设计大略，EMI设计大略，热设计更大略；两高是靠近94.3%的高效率和高可靠性（封装+掌握）。

感谢不雅观看无锡硅动力微电子AC/DC 快充产品与高频QR氮化镓方案先容。

想理解更多硅动力的资讯，可通过上方联系办法联系硅动力。

得益于芯片内部掌握技能的优化、QR拓扑和锁谷带来的上风，硅动力的氮化镓芯片方案在各个功率段都可实现高效率。
芯片采取多样化和客制化封装，通过采取不同的封装方案，得到更小的体积和更低的温升表现；

采取SP9687H+SP6520H氮化镓方案的PD 65W DEMO 进行了干系的性能展示，该方案总结起来有“三简两高”的特点，外围零件设计大略，EMI设计大略，热设计更大略、高效率和高可靠性。