传统硅器件的完美替代,选择这些氮化镓产品有效降低PFC电路损耗

前言
PFC的英文全称是Power Factor Correction,又称功率因数校正。在最理想情况下,功率因数应为1,表示电能能够被完全有效地利用。但在实际应用中,电流与电压之间的相位差会导致功率因数降低,以至于出现无效功率,造成能源的浪费,进而导致电网的负荷增加,所以PFC电路存在是意义为了改善开关电源系统的功率因数,降低能源浪费以及电网负担。此外,很多国家和地区对于功率因数有严格的法规和标准,内置PFC电路也是符合这些法规和标准的必要措施之一。
目前氮化镓作为第三代半导体材料,相较于传统的硅器件,氮化镓器件开关频率更高,导阻和开关损耗更低,同时更耐高温,因而在PFC电路中应用可以使得整机可以更为紧凑、高效。非常适合当下功率高达数百瓦的多口快充应用,助力用户不再受到体积硕大且笨重充电器的束缚,为日常出行带来更多便利。
文中出现的氮化镓开关管
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充电头网整理最近一段时间的拆解案例时,发现大疆、戴尔、小米等多家知名品牌的高功率快充均内置氮化镓开关管,以获得更高效率。文章中出现的几款氮化镓开关管部分参数如图所示,详细资料小编将在下文为您介绍。
镓未来G1N65R240PB
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镓未来G1N65R240PB是一颗耐压650V的氮化镓功率器件,采用PQFN 8*8封装,瞬态耐压800V,标称导阻240mΩ,栅极耐压支持±20V,可使用传统硅MOS驱动,相比增强型氮化镓,大大简化栅极驱动电路设计。
应用案例
DJI大疆100W双USB-C口氮化镓桌面充电器
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大疆这款双口氮化镓桌面充电器采用分体线缆设计,有效适配不同长度应用。充电器具备100W输出功率,支持单口100W输出,双口均支持100W输出功率,并支持功率自动分配。实际测试充电器支持5-20V 5A PPS快充,除为大疆产品充电,还可以很好满足手机和笔记本电脑的充电需求。
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纳微NV6136C
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纳微NV6136C是一颗高集成的氮化镓功率芯片,内置驱动器以及高精度无损耗电流采样电路,消除取样电阻的损耗。NV6136C内置170mΩ导通电阻,耐压700V的氮化镓开关管,支持2MHz开关频率,采用6*8mm QFN封装,节省面积。
应用案例
小米140W 2C1A氮化镓充电器
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小米这款140W氮化镓充电器采用家族式白色外壳设计,在侧面标注有输出功率,方便辨认。充电器配有折叠插脚,便于日常携带与收纳。充电器具备2C1A接口,任意接口均支持120W快充,且可以实现笔记本100W恒功率输出,满足笔电长时间充电需求。同时还具备65+65W或100+33W功率自动分配,适配两台笔记本电脑或笔记本电脑与手机同时充电需求,十分实用。
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英飞凌IGLD60R070D1
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英飞凌IGLD60R070D1是一颗耐压600V的增强型氮化镓开关管,导阻为70mΩ,采用PG-LSON-8-1封装。支持工业,电信和数据中心开关电源应用,支持硬开关和软开关半桥,支持图腾柱PFC和高频LLC应用。
应用案例
DELL戴尔165W PD3.1氮化镓电源适配器
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戴尔这款笔记本电源适配器为自带输出线的设计,自带1.8米长USB-C输出线,支持戴尔28V 5.85A 165W,20V 6.5A 130W私有协议,并支持140W PD3.1规格。不仅可以满足戴尔图形工作站的供电需求,还可以满足其他笔记本的供电使用。适配器采用梅花接口供电,并配有电源指示灯。
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英飞凌IGLD60R190D1
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英飞凌IGLD60R190D1是一颗耐压为600V的增强型氮化镓单管,导阻140mΩ,采用PG-LSON-8-1封装,支持工业,电信和数据中心开关电源应用,支持硬开关和软开关半桥,支持图腾柱PFC和高频LLC应用。
应用案例
绿联160W 3C1A四口氮化镓快充充电器
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绿联这款160W氮化镓充电器采用方形外观设计,配有折叠插脚,便于日常携带收纳。充电器具备3C1A接口,USB-C1接口支持140W PD3.1快充和UFCS融合快充,USB-C2接口支持100W快充,USB-C3和USB-A口也支持快充输出,并支持功率自动分配,满足手机和笔记本电脑同时快充需求。
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英诺赛科INN650D150A
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英诺赛科INN650D150A,是一颗耐压650V的氮化镓高压单管,瞬态耐压750V,导阻150mΩ,采用DFN8*8封装。INN650D150A支持超高开关频率,无反向恢复电荷,具有极低的栅极电荷和输出电荷,符合JEDEC标准的工业应用要求,内置ESD保护,符合RoHS、无铅、欧盟REACH法规。
应用案例
倍思240W 3C1A+DC氮化镓桌面充电器
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倍思这款桌面充电器自带1.5米长电源线,便于在办公环境使用。充电器具备3个USB-C接口和1个USB-A接口以及DC输出接口,搭配有响应的转接线,能够满足笔记本电脑以及手机等外设的同时充电使用。这款充电器还配有显示屏,能够显示各个接口的充电功率,方便了解各个设备的充电情况。并且支持蓝牙APP控制。
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传音infinix 180W USB-C氮化镓快充充电器
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Infinix这款氮化镓充电器采用白色外壳设计,设有欧规固定插脚。充电器配备单USB-C接口,支持20V9A 180W私有快充,并具备100W PD快充和3.3-21V5A PPS快充,对安卓手机,笔记本电脑充电都有很好的快充兼容性。
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魅蓝140W 2C1A氮化镓充电器
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魅蓝这款氮化镓充电器采用白色机身,并配有折叠插脚,时尚便携。充电器具备2C1A接口,USB-C接口均支持140W快充,USB-A口支持18W快充,两个C口同时使用时支持65+65W功率分配,满足两台笔记本电脑的同时充电需求,USB-A口也可满足传统老式设备的充电需求,总体来说相当实用。
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英诺赛科INN700D140C
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英诺赛科INN700D140C是一颗耐压700V的增强型氮化镓单管,器件在原有650V耐压基础上升级至700V,瞬态耐压为800V。器件导阻为106mΩ,支持更高功率应用。支持超高开关频率,无反向恢复电荷,具有极低的栅极电荷和输出电荷,符合JEDEC标准的工业应用要求,内置ESD保护,符合RoHS、无铅、欧盟REACH法规,适用于AC-DC转换,DC-DC转换等高能效高密度应用。采用DFN8*8封装。
应用案例
Aohi 140W 2C1A氮化镓充电器
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Aohi 140W氮化镓充电器(青春版)采用方形外壳设计,配有国标固定插脚,方便日常携带收纳。充电器具备2C1A接口,USB-C1接口支持140W PD3.1快充,USB-C2接口支持100W快充,三口均支持快充输出,并支持功率自动分配,可为两台笔记本电脑同时快充,性能强悍。
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充电头网总结
充电头网了解到,氮化镓器件已经深入到快充行业,高开关频率、更低的导阻和开关损耗,以及耐高温等优异性能特性使得氮化镓器件在高功率快充等领域中表现更为突出。目前,包括大疆、戴尔、小米等海内外知名品牌的多口快充、电源适配器已经开始采用氮化镓开关管替代硅MOS,有效提升整机效率。
另外,随着中国半导体产业的快速发展和国产化替代进程的推进,氮化镓器件在国内市场的应用前景更加广阔。越来越多的中国品牌均了解到氮化镓器件的卓越特性,并将其应用广泛于充电器等领域。在国内市场的不断发展中,中国半导体产业有望在氮化镓技术领域取得更大突破,推动国产化进程,实现产业升级和技术创新。