芯朋微电子新一代20-65W GaN快充方案

本期，芯朋微技术团队为各位粉丝分享新一代20-65W GaN快充方案，该方案集当前行业最新控制技术、器件技术、功率封装技术之大成，进一步优化快充方案的待机功耗、市电保护、功率密度、转换效率、输出电压纹波等关键指标，实现技术降本！

芯片介绍

 

♢ 待机功耗低：内置800V高压启动电路，节省2颗启动电阻，待机功耗小于50mW

♢ 市电保护准：通过HV脚监控市电，实现精准市电欠压+过压双重保护，为GaN器件安全运行保驾护航

♢ 功率密度高：基于QR-Lock控制技术，最高工作频率200kHz以上， 显著减小变压器及输出电容体积

♢ 芯片温升低： 采用SOP7/PP、SOP10/PP封装，封装底部可大面积敷铜散热，显著降低芯片温升

♢ 转换效率高： QR-Lock、PFM、Burst 三种混合工作模式，显著提升全负载段转换效率，轻松满足CoC V5 Tier 2

♢ 输出电压纹波低：得益于QR-Lock控制技术，宽输出电压下开环传递函数的相位裕量充足，输出电压纹波较传统技术降低20mV以上

方案亮点

01高压启动技术

PN8782/3集成高压启动管M3，芯片快速启动后关闭M3，实现低待机功耗。

30W Demo待机实测数据如下：

02QR-Lock技术

PN8782/3基于QR-Lock控制，可锁定6个谷底，显著降低功率GaN开通损耗，支持200kHz以上工作频率。

30W Demo SW工作波形如下：

 

锁6谷底工作波形

锁1谷底工作波形

相同系统参数，QR-Lock控制比传统QR方案，输出电压纹波降低20mV以上。

QR-Lock控制

传统QR控制

03混合工作模式

QR-Lock、PFM、Burst 三种混合工作模式，显著提升全负载段转换效率。

30W Demo的效率实测数据如下：

04优异全面的保护功能

芯片提供了极为全面和优异的智能化保护功能，包括输入过压保护(LOVP)、输入欠压保护(BNO)、输出过压保护(OVP)、VDD过压保护(VDD OVP)、逐周期过流保护(OCP)、输出短路保护(SCP)、DMG电阻短路保护、次级整流管短路保护(DSP)、CS电阻开路保护、输出过载保护(OLP)和过温保护(OTP) ，可轻松应对各种应用场景下可能发生的电源故障！

HV脚采样电压在芯片内部经过分压后与BNO和LOVP基准比较，实现市电欠压和过压保护。

市电BNO保护，可避免市电过低损坏整流电路；

 

BNI: 71.7Vac

BNO: 63.6Vac

市电OVP保护，可避免市电过高损坏输入电解电容及GaN功率器件。

OVP: 364Vac
 

OVP恢复: 335Vac

应用要点

① 最大峰值电流：为提高芯片可靠性，建议PN8783EB-A1的最大峰值电流不超过3.5A， PN8783EB-B1的最大峰值电流不超过2.5A，PN8782SX-A1最大峰值电流不超过1.9A，PN8782SX-B1最大峰值电流不超过1.3A；

② 输出电压采样：C2和R3应放置在距离DMG脚最近的地方提高输出电压采样准确性，C2推荐值10pF；

③ 芯片供电： VDD电容EC1应放置在距离VDD引脚和GND引脚最近的地方，EC1 推荐值10uF；供电二极管串联电阻R5推荐值3.3Ω，提高系统安规能力。