前言
本期方案解析带来的是智融30W氮化镓充电器+移动电源二合一混动双模方案,这款方案具备两个USB-C接口,在适配器模式和移动电源模式均支持30W输出功率。当接入设备时优先为所连接的设备充电,待连接的设备充满后,为内置电池充电。
这款方案使用SW1121氮化镓合封芯片搭配SW1655同步整流芯片组成氮化镓快充电源,并使用SW7201双向同步升降压控制器用于电池充放电管理,使用两颗SW2505协议芯片用于输出控制,并且还支持外接PD电源为方案内置电池充电,整套方案芯片均为智融科技提供。
当有设备连接进行充电时,电池电量低于充电电量预设门限值时,SW2505会智能的调整输出充电功率,在保证设备处于快充的状态下,会分配给一部分功率给电池进行充电,当电池电量达到充电关闭门限值时,SW2505会关闭电池充电,把全部输出功率供给连接设备。下面充电头网就带来这款30W移动电源+充电器二合一DEMO的解析,一起看看方案用料和设计。
智融30W移动电源+充电器二合一混动方案外观
智融30W移动电源+充电器二合一方案配置双USB-C接口,和电源键以及LED指示灯一样,分别设计于独立小板上。
PCB主板空间富足,器件间布局留有相当大空隙,有效避免积热。
主板背面设计移动电源和充电器电路,两部分电路分界分明。
实测DMEO长度为106.02mm。
宽度为58.02mm。
厚度为23.82mm。
另外测得重量约为184g。
智融30W移动电源+充电器二合一混动方案解析
在PCBA模块输入端焊接保险丝,共模电感,高压滤波电容,右侧焊接锂电池。
输入端保险丝规格为2A 250V。
NTC热敏电阻来自志敏电子,型号3D7,用于抑制上电的浪涌电流。
共模电感采用漆包线和绝缘线绕制。
整流桥来自沃尔德,型号WRABS20M,规格为2A 1000V。这颗软桥通过较软的恢复曲线,比较平滑的关断特性,可以降低二极管结电容达到非常少的谐波振荡产生的效果。
另一侧焊接高压滤波电容,差模电感和蓝色Y电容。
高压滤波电容来自永铭,规格为22μF400V,在中间焊接差模电感,外套热缩管绝缘。
参考设计内置智融科技SW1121合封氮化镓芯片,这是一颗集成650V耐压,480mΩ导阻氮化镓开关管的高频准谐振反激变换器,芯片内部集成了700V高压启动电路,线电压掉电检测和X电容放电功能。
SW1121运行在带谷底锁定的谷底开启模式,降低开关损耗,并集成频率抖动功能优化EMI性能。芯片支持突发模式,当负载降低时自动进入突发模式优化轻载效率,空载待机功耗低于50mW,满足六级能耗要求。
SW1121支持8-90V超宽范围供电,支持最高300KHz开关频率,采用散热增强的QFN5*6mm封装,可通过过孔导热来降低芯片温升,优化走线,简化散热设计。芯片内置多重完善的保护功能,实现全面的保护设计。
智融科技 SW1121 资料信息。
为主控芯片供电的滤波电容规格为160V4.7μF。
变压器磁芯缠绕胶带绝缘,次级采用多层绝缘线。
蓝色Y电容来自NDF达孚。
奥伦德OR 1008光耦用于输出电压反馈调节。
同步整流芯片来自智融,型号SW1655,是一颗高频高性能同步整流芯片,用于替换肖特基二极管,提升充电器系统效率,降低散热需求。芯片内置100V耐压,10mΩ导阻同步整流管,支持CCM/QR/DCM工作模式,支持600kHz开关频率,芯片具备自供电功能,无需辅助绕组供电。
SW1655内部集成智能导通检测功能,能够有效防止DCM模式振铃导致误导通,芯片具备超低关断传输延迟时间和强下拉电流能力,可以显著降低整流管的电压应力,并集成无源下拉功能,防止开机过程中出现误导通情况。
智融科技 SW1655 资料信息。
输出端设有滤波固态电容,输出小板,磁环电感和按键小板。
输出滤波电容来自瑞隆,为E2固态电容,规格为470μF25V。
输出端设有两颗协议芯片。
协议芯片来自智融科技,型号SW2505,是一款集成PD3.1、QC、UFCS等全协议支持的低功耗控制器芯片,通过了USB PD3.1 EPR以及UFCS认证,支持DRP模式,内嵌MCU,拥有16路GPIO,C口支持在线升级,支持在线仿真调试,支持光耦/FB控制/I2C支持主从模式。
SW2505内部集成了高效的40MHz Cortex-M0处理器、大容量Flash和SRAM存储、多种通信接口(I2C、UART)以及GPIO和GPADC支持,具备低功耗设计,支持3.3~32V调压控制以及0.3~12A输出限流控制,具有多种反馈控制方式以及母线电压检测,内部集成CV、CC环路和VIN、VBUS快速放电以及NMOS驱动电路,为系统提供高度稳定和可靠的电源管理。
SW2505支持DPDM双向快充协议,允许充电器与设备之间进行双向通信、共享信息,支持BC1.2、PD3.1 DFP/UFP、DRP等规范以及集成Type-C接口逻辑,支持多种快充协议以及私有协议定制功能,支持死电池激活以及低功耗检测模式,可智能协调最佳充电参数,满足不同设备的需求,提供高效充电和数据传输。
智融SW2505能够自动检测电池电量和输出功率,在参考设计内部电池电量较低时,降低输出功率,在为所连接的设备快充的同时,分配一部分功率为电池充电。当内置电池电量充足时,关闭电池充电,将全部功率为所连接的设备充电,从而保证移动电源功能的使用。
智融科技 SW2505 资料信息。
用于电源输出控制的MOS管来自WiNSOK微硕,型号WSD30L40DN,PMOS,耐压-30V,导阻11mΩ,采用DFN3-*3-8封装。
参考设计中使用智融科技SW7201双向同步升降压控制器,用于升降压输出和电池充电管理。SW7201是一个高效率的同步4管双向升降压充放电控制器,支持1-4节电池的充放电管理,支持I2C控制,可以提供最大 100W 的功率输出,支持多路输入输出检测及通路驱动, 配合MCU和协议芯片可组成一个简洁完整的双向快充方案。
智融SW7201 详细资料。
充电头网拆解了解到,智融SW7201此前还被备倍电20000mAh 100W快充移动电源、备倍电20000mAh 65W快充移动电源等产品采用。
同步升降压电路使用的四颗MOS管来自智融科技,型号SWT40N45。
对应USB-C接口的VBUS开关管也采用SWT40N45。
另一个USB-C接口的 VBUS开关管型号相同。
输出侧焊接USB-C母座小板。
小板为垂直焊接,USB-C母座过孔焊接固定。
按键和指示灯小板通过导线焊接连接。
小板正面焊接四颗LED电量指示灯和限流电阻,还焊接一颗贴片开关。
小板背面没有焊接元件。
输出滤波固态电容规格为220μF25V。
电池保护芯片丝印20DB。
两颗电池保护管型号SWT40N45。
充电头网总结
智融30W氮化镓充电器+移动电源二合一方案内部使用芯片全部来自智融科技,其中氮化镓充电器部分采用SW1121合封氮化镓芯片搭配SW1655同步整流芯片,根据负载需求,由SW2505协议芯片调节输出电压,并由SW2505协议芯片控制SW7201同步升降压控制器用于内置电池充放电管理。
在移动电源模式下,使用SW2505协议芯片控制SW7201将内部电池反向输出。这款参考设计设有两个USB-C接口,任一接口均支持快充,并且支持USB-C接口输入为内置电池充电。智融30W二合一混动方案支持AC和DC充电,并可以实现完整全面的移动电源和充电器功能,为终端厂商提供差异化卖点。
智融科技推出氮化镓合封芯片、同步整流控制器、同步升降压控制器、协议芯片、无线TX/RX芯片和移动电源SoC芯片等一系列创新的快充解决方案,有效应对客户在产品端到端设计中各种的挑战。在消费电子行业获得广泛应用,并赢得了众多知名厂商的信任与青睐。近期更是推出了多款Hybrid PowerBank混动ACDC双模充电宝解决方案,实现了充电宝+充电器二合一,插上是充电器,拔下是充电宝,一个设备两种使用方式,可以根据实际情况进行无缝切换并支持不同设备。未来,我们期待智融科技将带来更多突破性产品,持续为用户提供卓越的使用体验。
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