【全套国产芯片】亚成微65W高功率密度氮化镓快充参考设计评测

近两年来，氮化镓快充已经成为了最受消费者欢迎的消费类电源产品，其中65W氮化镓快充更是成为了市场出货的主流规格，也是各家电源厂商竞争的主要战场。作为国内少数掌握氮化镓功率器件控制技术的芯片厂商，亚成微一直活跃在氮化镓快充产业链，致力为客户提供高可靠性的高功率密度USB PD快充解决方案。

近期，亚成微推出了一款基于自研主控芯片RM6601SN + 同步整流芯片RM3410T的 65W高功率密度氮化镓快充方案，方案采用专有驱动技术，直驱E-MODE GaN功率器件，省去外置驱动器件，并通过高度集成的芯片设计以及巧妙的结构组合，实现了精简的外围电路和紧凑的PCB布局，有效的提高了产品效率及功率密度，帮助快充电源厂商加速大功率快充量产并节省物料成本。

目前充电头网已经拿到了基于亚成微控制器开发的全国产65W氮化镓快充参考设计，下面就为大家带来这套方案的详细评测。

一、亚成微65W氮化镓快充方案外观

亚成微65W氮化镓快充参考设计采用两块PCB板垂直焊接组成，AC输入小板上焊接了输入保险丝整流电路和Type-C接口电路，主PCB板上焊接滤波电容和变压器及开关电源初次级元件。元件穿插布置，最大化利用充电器空间。

充电器主PCB板正面焊接滤波电容和变压器，背面焊接初次级控制器和开关管。副板采用单面锡膏工艺设计，易于生产，减少工艺不良。

主PCB板左侧是初级滤波电容，变压器使用绝缘胶带缠绕，右侧是PWM芯片供电电容。

亚成微这款65W氮化镓快充参考设计电路简洁，芯片内置驱动器，直接驱动氮化镓开关管，无需内置驱动器的氮化镓器件或外置驱动器，简化电路设计。

亚成微 RM6601SN是一款高性能高可靠性电流控制PWM控制器，全电压范围内待机功耗小于65mW，满足六级能效标准，并且支持CCM/QR混合模式。

亚成微RM6601SN集成多种工作模式，在重载情况下，系统工作在传统的固频 130KHz 的 PWM 模式下，在低压输入时会进入 CCM 模式；在高压重载情况下，系统工作在 QR 模式，以降低开关损耗，同时结合 PFM工作模式提高系统效率；RM6601SN 采用专有驱动技术，直驱E-MODE GaN功率器件，提高产品效率及功率密度，简化EMI滤波电路设计，降低EMI器件成本。

在轻载或空载情况下，系统工作在 Burst Mode 模式，有效去除音频噪音，同时在该模式下，RM6601SN 本身损耗极低，因此可以做到超低待机功耗。在任何模式下，都集成了特有抖频工作模式，以改善 EMI。

RM6601SN 同时集成了多种保护模式和补偿电路，包括VCC过压保护，内置过热保护，外置过压保护，欠压锁定，逐周期过流保护，过载保护，短路保护，输出肖特基短路保护等，并内置斜坡补偿功能。

方案配套使用亚成微自研的一款高性能高可靠性同步整流芯片RM3410T，系统稳定性更高。

RM3410T 相比传统的二极管整流器，能够显着提高效率。当 RM3410T 检测到 MOSFET 的 VDS 小于-300mV 时，它会导通 MOSFET。一旦 VSWS 大于-10mV，RM3410T 将关闭 MOSFET。RM3410T 支持多种操作模式，如 DCM， CrCM，CCM 和准谐振。通过实施专有技术，RM3410T 能够处理 CCM 操作。

氮化镓开关管采用英诺赛科INN650D02，无内置驱动器。

这套方案的长度大约62mm。

宽度约为30mm。

高度约为22mm，通过计算体积，亚成微这款PD参考设计的功率密度达到了1.52W/cm³。

亚成微65W参考方案和苹果61W适配器对比，体积优势非常明显。

二、亚成微65W氮化镓快充方案测试

1、协议检测和PDO报文

使用ChargerLAB POWER-Z KT002对搭载了亚成微RM6601SN的65W氮化镓PD快充进行测试，显示支持Apple2.4A、Samsung5V/2A、QC3.0、QC2.0、DCP、AFC、FCP多种协议。

使用ChargerLAB POWER-Z KT002对搭载了亚成微RM6601SN的65W氮化镓PD快充进行测试，显示具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3A五组固定电压档位，最大输出功率为60W，同时支持3.3-15V/3A，3.3-21V/3A两组PPS协议。

2、转换效率测试

充电头网分别对亚成微65W PD快充在110Vac和220Vac供电的情况下进行了效率测试。当110Vac供电时，5V3A输出的转换效率约为92.12%，9V3A输出的转换效率约为92.26%，12V3A输出的转换效率约为92.16%，15V3A输出的转换效率约为92%，20V3.25A输出的转换效率约为91.49%。当220Vac供电时，5V3A输出的转换效率约为91.08%，9V3A输出的转换效率约为91.11%，12V3A输出的转换效率约为93.03%，15V3A输出的转换效率约为93.38%，20V3.25A输出的转换效率约为93.64%。从测试数据来看，该方案在220Vac供电的条件下，转换效率普遍高于110Vac供电。

3、待机功耗测试

测试结果显示，在110Vac供电时，亚成微65W PD快充方案的空载待机功耗约为0.01W；当输入电压切换至220Vac时，其空载待机功耗约为0.05W。

4、纹波测试

首先对亚成微65W PD快充方案进行空载纹波测试，在110Vac供电时，5V、9V、12V、15V、20V输出的空载纹波分别为96mVp-p、68mVp-p、56mVp-p、50mVp-p、48mVp-p。在220Vac供电时，5V、9V、12V、15V、20V输出的空载纹波分别为100mVp-p、80mVp-p、67mVp-p、56mVp-p、54mVp-p。

在重载模式下，在110Vac供电时，5V、9V、12V、15V、20V输出的纹波分别为68mVp-p、47mVp-p、41mVp-p、44mVp-p、87mVp-p。在220Vac供电时，5V、9V、12V、15V、20V输出的纹波分别为73mVp-p、66mVp-p、56mVp-p、57mVp-p、53mVp-p。

5、温升测试

对亚成微 65W氮化镓快充参考设计进行温升测试，在温度约为25℃的恒温箱内以 功率持续输出1小时，测得该方案正面最高温度约为108℃，最高温度点出现在变压器附近。

该方案背面最高温度约为105℃，出现在同步整流管附近。

充电头网总结

亚成微65W氮化镓快充参考设计基于RM6601SN控制器和RM3410T同步整流器组合，方案集成度高，外围元件精简，系统稳定性更好。在110Vac和220Vac输入时，转换效率均在91%以上，并且输出功率越高效率越高。控制器内置氮化镓驱动器，可直接驱动氮化镓开关管，减少了元件数量，简化了产品设计。同时这款参考设计采用两块PCB板焊接组成，空间利用率高，进一步减小方案体积，有效提高了功率密度。