必易微高達500kHz的單管反激氮化鎵驅動控制器，解決了“卡脖子”！

2020 年氮化鎵快充在行業中熱度極高，氮化鎵在帶來高頻小體積良好體驗的同時，也給整個電源行業的配套器件開發帶來了新的機遇，其中適合高頻>200kHz 的快充專用驅動控制器更是如此，因為除了美商產品之外幾乎別無選擇。

基於此，必易微於 2020 年底釋出了針對氮化鎵高頻應用的快充 SSR 驅動控制器 KP2202SSGA 和 KP2206SSGA，為可支援高達 500kHz 的單管反激氮化鎵快充驅動控制器，透過近期的客戶推廣以及與國內外同類型產品的對比，必易微產品的特點以及優點更加清晰，筆者特總結於此分享給關注必易微的朋友，希望對大家的產品設計有所幫助，同時展示一款高頻>200kHz 的高功率密度單管反激電源參考設計，讓大家更直觀地瞭解其產品的綜合性能。

由於 KP2202SSGA 和 KP2206SSGA 是為解決美商產品 “ 卡脖子 ” 的問題而開發的，有必要先來總結下美商產品的優缺點，以便大家理解必易微開發產品的思路。

關於美商產品的優點：

1、可以支援高達 500kHz 的開關頻率

相比於 coolmosfet，氮化鎵真正的優勢在於高頻特性，當下快充電源的開關頻率還集中在 200kHz 以下，若要進一步提高功率密度體現產品差異，一顆可支援高頻應用（>200kHz）的驅動控制器成為必須。

2、集成了高壓啟動電路、X 電容放電和輸入欠壓保護

低待機在高階的快充電源中始終是一項重要指標，特別是在多口應用系統電路較為複雜的情況下，高壓啟動電路不僅可以實現即插即用，還可以透過 X 電容放電節省約 20mW 損耗，再輔以輸入欠壓保護功能，就可以設計出一款高品質快充電源。

3、具備谷底鎖定功能、工作無噪音

準諧振控制的目的在於降低開關損耗提高效率，這一點在高頻應用中尤為重要，但行業中普通的準諧振控制會由於開通谷底不同引入噪音問題、高低壓頻率不同引入過流點精度差問題以及開關頻率集中引入傳導 EMC 差的問題。後兩個問題透過系統設計可以最佳化和解決，但噪音問題最佳化相對困難且容易被使用者發覺，所以透過晶片控制策略進行最佳化最為合理。

4、輕載效率最佳化、待機可低於 30mW

同 2 點，為了降低空載待機功耗，需對晶片的環路控制引數以及靜態電流進行深度最佳化，低於 30mW 對於一款快充應用的驅動控制器已屬於較高水平的表現。

關於美商產品的缺點：

1、晶片 VDD 耐壓 30V，最高可工作至 28V

快充電源區別與普通介面卡最大的地方即是輸出電壓範圍寬，根據 PD3。0 及 PPS 的規範要求，輸出電壓範圍最寬為 3。3-21V，故在使用美商產品的時候就必須使用上圖的外部 LDO 電路，器件數量多達 13 個，PCB 空間大、系統成本高。

2、過流保護精度不佳，外部補償電路設計複雜

按照非連續模式下的能量公式：

可知，準諧振控制的電源工作在相同功率狀態時呈現出低壓輸入時峰值電流高、頻率低的特點（高壓輸入時特點與此相反），為了實現不同輸入電壓下系統最大輸出功率相同的目的，美商產品採用了外部 ZCD 管腳的電阻網路調節最大峰值電流的方法，此方法的缺點是補償量是線性變化的，但從能量公式可見峰值電流是指數變化，故此方法不能得到理想的結果，且美商產品還需要在 ZCD 管腳的電阻網路中加入一個二極體，電路結構變得複雜的同時還沒有輸出 OVP 功能。