前言

随着游戏本、移动工作站以及迷你主机的高性能化,大功率电源适配器的需求与日俱增。为了兼顾高功率与便携性,基于氮化镓技术的超薄适配器方案成为了行业发展的主流趋势。

近日,充电头网拿到了一款来自致能科技的300W超薄氮化镓适配器方案。该方案采用PFC+LLC拓扑结构,实测裸板高度为15.7mm。

其PFC级采用了致能ZN65C1R070P氮化镓功率器件,LLC半桥则采用了致能ZN70G1R120L氮化镓功率器件,搭配恩智浦TEA2017主控。

在提供20.8V 14.4A输出的同时,其在90V输入电压下效率达到了92.3%,而在264V输入电压下平均效率更是高达95.5%。

下面就为大家带来这款300W超薄适配器方案的详细解析。

致能300W超薄PFC+LLC氮化镓适配器方案外观

PCBA正面可以看出板子采用了修长的长方形带状设计,发热量较大的功率器件均配有厚实的铝制散热片。

可见输入端的EMI滤波电路、整流桥、PFC电感、高压滤波电容以及LLC变压器和输出端固态电容等元器件。

主控芯片、同步整流控制器及MOS管等贴片器件均布置在PCBA背面,走线清晰。

使用游标卡尺测得PCBA板的长度约为191.94mm。

使用游标卡尺测得PCBA板的宽度约为94.22mm。

测得PCBA板件最高处厚度仅为15.70mm。

将PCBA放在电子秤上,测得其重量约为291.3g。

将这块致能300W氮化镓方案放在成年人手掌中,大小如图所示。

简单看过产品外观以及尺寸数据,接下来我们将逐步为大家解析这套方案的用料细节。

致能300W超薄PFC+LLC氮化镓适配器方案解析

致能这款方案正面左侧为分布交流输入与EMI滤波电路;中部设有整流桥、PFC电感、PFC开关管及两颗来自创慧的高压电解电容等器件;右侧则是LLC主变压器,以及由四颗科尼盛固态电容和磁环电感构成的次级输出滤波电路。整体做工扎实,高低压界限分明。

方案PCBA背面分布PFC+LLC二合一主控芯片、PFC整流管、初级开关管、同步整流芯片、同步整流管以及光耦、Y电容等器件。

整流桥特写丝印GBU2506,通过螺丝固定在散热片上。

初级主控芯片来自NXP恩智浦,型号为TEA2017AAT,是一款数字化可配置LLC和PFC组合控制器,用于高效谐振电源。

芯片内部集成高压启动和X电容放电,内部集成驱动器,可直接驱动高压上管,无需外置驱动器。

芯片包括LLC和PFC控制器功能,PFC经配置可在DCM/QR、CCM固定频率或支持所有操作模式的多模式下运行,优化PFC效率。

一颗PFC整流管来自科尼盛,型号为KN3D10065G,规格为650V 10A。

PFC开关管来自致能,型号为ZN65C1R070P。该器件是一款采用TO-220封装的650V、70mΩ规格常关型氮化镓器件。该器件结合了高压氮化镓与低压硅MOS技术,最大连续漏极电流可达32A。

该器件具备低结电容特性,易于使用硅MOS驱动器驱动。该器件符合JEDEC及RoHS标准,适合应用于工业电源、通信电源、数据中心及消费电子等领域。

初级开关管同样来自致能,型号为ZN70G1R120L。该器件是一款采用DFN 8x8封装的 700V、120mΩ规格常关型氮化镓。该器件结合了高压氮化镓与低压硅MOS技术,最大连续漏极电流17A。

其具备宽栅极安全裕量及低栅极电荷等特性,可使用硅MOS驱动器驱动,能提升开关电路的效率并提高系统功率密度。该器件符合JEDEC及RoHS标准,适合PD快充、通信电源、数据中心及照明等应用领域选择。

一颗贴片Y电容来自四川特锐祥科技股份有限公司,具有体积小、重量轻等特色,非常适合应用于氮化镓快充这类高密度电源产品中,料号为TMY1102M。

特锐祥贴片Y电容资料信息。

相关阅读:体积小,重量轻,特锐祥贴片Y电容获超百款设备采用

一颗丝印为1019的光耦。

同步整流控制器来自恩智浦,型号TEA2095,是一颗双路同步整流控制器,内置两个驱动器,可以同时驱动两个同步整流管,并支持独立工作,适用于LLC谐振电源使用,采用SO8封装。

四颗同步整流管丝印60N02BG。

充电头网总结

这款由致能科技打造的300W超薄适配器Demo方案采用了经典的PFC+LLC谐振拓扑架构,搭载NXP恩智浦TEA2017+TEA2095的数字化控制组合。

该方案最大的亮点在于其核心内置的致能氮化镓器件。PFC采用了TO-220封装的ZN65C1R070P,而LLC采用了DFN 8x8封装的ZN70G1R120L。

得益于致能GaN器件低导阻和出色的开关性能,该电源在90V低压输入下依然能保持92.3%的高效转换,264V下平均效率更是高达95.5%,轻松实现20.8V/14.4A的大功率稳定输出。

总体而言,这款方案超薄氮化镓适配器为高性能游戏本、便携式工作站、小型Ai服务器、医疗电源等场景提供了一个体积更小、效率更高的电源适配器参考方案。