在大功率USB-C电源适配器中,PFC升压电路承担着功率因数校正和高压直流母线建立的重要作用。

作为PFC电路的核心开关器件,功率管的导通电阻、开关速度以及栅极电荷等参数,都会影响电源的转换效率、温升和整体设计。

功率之心近期通过专业拆解了解到,联想150W多口USB-C氮化镓电源适配器在PFC升压电路中采用了英飞凌IGL65R080D2氮化镓功率管。

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该器件属于英飞凌CoolGaN G5系列,具有低导通电阻、低栅极电荷和高速开关等特点,能够降低PFC功率转换过程中的损耗,为实现高效率、高功率密度的电源设计提供支持。

英飞凌CoolGaN G5助力高效PFC升压

联想这款150W多口USB-C氮化镓电源适配器型号为MCFX150A3,配备三个USB-C接口,其中USB-C1和USB-C2均支持最高140W输出,USB-C3支持65W输出,三口同时使用时可实现150W智能功率分配,满足笔记本电脑、平板电脑及手机等设备的充电需求。

从内部电路来看,这款适配器采用PFC+HFB两级功率转换架构。

其中,PFC升压级采用英飞凌IGL65R080D2氮化镓功率管,配合英飞凌XDPS2BF11 PFC+HFB组合控制器,实现交流输入侧的功率因数校正及升压转换。

英飞凌IGL65R080D2是一颗650V增强型氮化镓功率管,属于CoolGaN G5系列,典型导通电阻为80mΩ,最大导通电阻为100mΩ,典型栅极电荷仅3.3nC,采用PG-TSON-8封装,具备高速开关和低损耗等特点。

在PFC升压电路中,这颗氮化镓功率管按照控制器的驱动信号快速导通和关断,配合升压电感及整流二极管完成能量转换,将整流后的输入电压提升至后级功率转换所需的高压直流母线。

同时,PFC控制器通过调节开关管的工作状态,对输入电流波形进行控制,提高功率因数并降低输入电流谐波。

在性能方面,IGL65R080D2具有较低的导通电阻,有助于减小开关管导通时产生的损耗。

同时,3.3nC的典型栅极电荷能够降低高频开关过程中的栅极驱动损耗,配合氮化镓器件快速开关的特性,可进一步控制开关损耗,为提高PFC电路工作频率及转换效率提供支持。

此外,这颗功率管具有低输出电荷、无反向恢复电荷等特点,有利于改善器件的高频开关性能。其采用的PG-TSON-8封装支持底部散热,便于将器件工作时产生的热量传导至PCB,有助于满足高功率密度适配器对散热及空间布局的要求。

从整机设计来看,适配器内部还采用双面金属散热片,并在PCBA上使用导热胶,加强内部功率器件的散热。英飞凌IGL65R080D2与整机散热结构相配合,为适配器持续进行大功率输出提供支持。

总结

英飞凌IGL65R080D2作为这款150W氮化镓电源适配器PFC升压级的核心开关器件,配合PFC控制器、升压电感及整流电路,完成输入电流控制和高压直流母线建立,为后级HFB功率转换提供稳定的输入条件。

这颗功率管采用英飞凌CoolGaN G5技术,兼具低导通电阻、低栅极电荷和高速开关等特点,能够有效控制PFC升压过程中的导通损耗与开关损耗。

配合贴片封装及整机散热设计,有助于提高功率转换效率、控制温升,并为150W多口USB-C电源适配器实现高功率密度设计提供支持。