功率之心近期通过专业拆解发现,华硕破晓Ai Mini主机配套的100W Type-C原装适配器,在前级PFC升压电路中采用致能ZN65C1R200L氮化镓开关管。

该器件采用Cascode级联结构,具备低栅极电荷、宽栅极安全裕量等特点,可使用常见驱动方案进行控制。此次进入华硕Mini主机原装适配器,也展现了国产氮化镓功率器件在品牌PC配套电源中的实际应用。

华硕破晓Ai Mini主机原装适配器

华硕破晓Ai Mini主机搭载英特尔酷睿i5-13500H标压处理器,具备12核心16线程,并支持双M.2 NVMe固态硬盘扩展和DDR4双通道内存。为满足整机供电需求,华硕为其标配了一款100W Type-C电源适配器。

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这款适配器型号为PW29-PD100,支持100-240V宽范围交流输入,输出支持5V3A、9V3A、12V3A、15V3A和20V5A五组电压档位,最大输出功率为100W。除为Mini主机供电外,也可用于支持USB PD快充的笔记本电脑及其他数码设备。

拆开适配器可以看到,内部PCBA模块采用大面积金属散热片包裹,发热器件与散热片之间设有导热垫,变压器、电容等器件之间还填充了导热胶,用于增强散热并固定内部元件。

电源整体采用PFC+QR+SR架构,由前级PFC升压、准谐振反激变换和次级同步整流等部分组成。其中,致能ZN65C1R200L位于前级PFC电路,作为PFC升压开关管使用。

PFC电路通过高频开关控制升压电感,对整流后的输入电流进行调节,在提升母线电压的同时改善输入电流波形。

作为其中的核心功率器件,PFC开关管的导通损耗、开关损耗和驱动特性,都会影响适配器的转换效率与温升表现。

致能ZN65C1R200L氮化镓开关管

致能ZN65C1R200L是一款Cascode级联结构氮化镓功率器件,将高压GaN HEMT与低压硅MOSFET组合,实现常关型工作特性,并可使用常见的栅极驱动方案进行控制。

该器件典型导通电阻为200mΩ,在壳温25℃条件下支持12A连续漏极电流,典型总栅极电荷为11.9nC,采用DFN 8×8封装。器件栅源极耐压范围为±20V,同时具备反向导通能力。

较宽的栅极安全裕量有利于降低驱动设计难度,较低的栅极电荷则有助于减少高频开关过程中的驱动损耗。配合氮化镓器件较快的开关特性,可为PFC电路降低开关损耗、提高工作频率提供器件基础。

在这款100W适配器中,ZN65C1R200L配合南芯科技SC3201 PFC控制器,承担PFC升压开关任务,完成输入电流整形与母线电压升压。

相比普通消费类快充,Mini主机原装适配器还需要适应长时间持续供电,对功率器件的效率、温升和运行稳定性提出了更高要求。

总结

华硕破晓Ai Mini主机原装适配器在前级PFC电路中采用致能ZN65C1R200L氮化镓开关管,并与后级合封氮化镓方案配合,构成完整的100W功率转换架构。

对于需要长时间持续供电的Mini主机适配器而言,这类设计有助于降低功率损耗和整机温升,同时为缩小体积、提升功率密度提供支持。

此次应用也表明,国产氮化镓器件正从消费快充逐步拓展至PC整机配套电源。伴随Mini主机、笔记本电脑及显示器等设备对高效率、小型化电源的需求增加,国产氮化镓器件有望获得更多落地机会。