隨著氮化鎵器件的普及，其高頻高效的特性，降低了開關損耗並提高了開關頻率，顯著提高了電源的轉換效率並縮小了USB PD快充體積，使常規同功率快充的體積縮減到原有的一半。同時，氮化鎵不僅可以用在USB PD快充上，還可以用在非常多的大功率電源轉換的場合。筆記本電源或者多口快充，也可以使用氮化鎵技術來降低發熱，減小體積。

英諾賽科聯合恩智浦開發了一款150W氮化鎵電源方案，這款電源使用全套恩智浦的控制器，PFC和LLC開關管使用英諾賽科的氮化鎵功率器件，輸出電壓為21。5V，可用於膝上型電腦供電或者獨立降壓的多口USB PD快充應用。電源方案的體積僅有65*55*22mm，功率密度達到1。9W/cm ，並且具有95%以上的高效率。

這款氮化鎵150W開關電源參考設計採用了PFC+LLC的電路架構，支援90-264V寬電壓輸入，空載功率小於80mW，內部採用恩智浦全套控制器方案。主動橋式整流，二合一Combo控制器和同步整流控制器全部來自恩智浦，PFC升壓開關管和LLC開關管採用英諾賽科的氮化鎵開關器件。

實測這款150W氮化鎵電源參考設計滿載輸出效率，在115Vac輸入時，轉換效率高於94%，230Vac輸入時，轉換效率高於95%。在230Vac輸入下的空載損耗小於100mW。

一、150W氮化鎵電源參考設計外觀

從正面可以看出，這款150W參考設計採用了4塊小板垂直焊接在大板上的方式，增加電路板可用面積，提高空間利用率。四塊小板分別是主動橋式整流，PFC開關管，LLC開關管和同步整流，穿插在PFC升壓電感和LLC變壓器之間。

由於使用多塊小板焊接，以及使用了高整合度的恩智浦PFC+LLC二合一控制器，這款150W參考設計的電路元件非常精簡，大幅降低了電源方案除錯生產工序。

使用遊標卡尺實測電路板長度約為65mm。

使用遊標卡尺實測電路板寬度約為55mm。

使用遊標卡尺實測電路板高度為19。32mm。

重量為100。7g。

二、150W氮化鎵電源參考設計電路解析

這款150W氮化鎵電源，在初級使用了主動整流，以降低整流管壓降帶來的損耗。使用TEA2206T主動整流控制器+TEA2017AAT PFC+LLC控制器+TEA2095T同步整流控制器的全套恩智浦電源方案，搭配英諾賽科新款INN650DA260A氮化鎵器件，採用DFN5*6封裝，實現高效能小體積的150W開關電源設計。

開關電源輸入採用主動整流橋設計，以降低整流橋壓降帶來的損耗。使用主動整流，還免去了傳統整流橋的散熱要求，使電源的設計更加緊湊。

恩智浦TEA2206T是一種有源橋式整流器控制器，適用於採用MOSFET代替傳統二極體橋中的兩個低邊二極體。透過把TEA2206T與低導阻高壓外接MOSFET配合使用，可顯著提高功率轉換器的效率，因為典型的整流二極體正向傳導損耗降低了50%。

電源內部採用恩智浦TEA2017控制器，這是一顆集成了多模式PFC和數字配置的LLC二合一的控制器，將兩顆晶片整合在一起，可以同時輸出PFC和LLC驅動訊號，無需傳統獨立的兩顆晶片。

恩智浦TEA2017AAT是一款數字化可配置LLC和PFC組合控制器，用於高效諧振電源。它包括LLC和PFC控制器功能。PFC經配置可在DCM/QR、CCM固定頻率或支援所有操作模式的多模式下執行，最佳化PFC效率。TEA2017AAT能夠構建一個完整的諧振電源，電源設計簡便，元件數量少。TEA2017AAT採用小型窄條SO16封裝。

與傳統的諧振拓撲相比，TEA2017AAT由於採用LLC低功耗模式，在低負載時表現出非常高的效率。此模式在連續切換（也稱為大功率模式）和間歇模式之間的功率區域內執行。

PFC升壓開關管採用兩顆英諾賽科 INN650DA260A並聯。

LLC開關管採用兩顆英諾賽科 INN650DA260A組成半橋，PFC開關管和LLC開關管均由TEA2017AAT控制。

英諾賽科INN650DA260A是一顆650V耐壓的增強型氮化鎵開關管，採用DFN5*6封裝，瞬態耐壓可達800V，支援超高的開關頻率，無反向恢復電荷，具有極低的柵極電荷和輸出電荷，符合JEDEC標準的工業應用要求，內建ESD保護，符合RoHS、無鉛、歐盟REACH法規。

英諾賽科INN650DA260A導阻典型值為260mΩ，支援開爾文源極，柵極驅動電壓6V，支援7V耐壓，最高可承受-20V到10V的脈衝。可用於65-120W的反激架構介面卡，120-200W的PFC、LLC架構介面卡。

次級同步整流控制器採用恩智浦TEA2095T進行同步整流控制，內建兩個驅動器，可以同時驅動兩個同步整流管，並支援獨立工作。

TEA2095T/TE是一款開關模式電源用的高效能同步整流器（SR）控制器IC。同步整流控制器採用自適應柵極驅動方法，可在任何負載下節省最大能量。提高輕載效率，TEA2095T/TE可在90μA的條件下以-25 mV的穩壓水平工作，從而優化了與低導阻MOSFET配合使用。

透過使用恩智浦高整合的電源方案，搭配英諾賽科的氮化鎵器件，兩者的效能得到充分發揮，實現了緊湊可靠高效率的開關電源設計。主動橋式整流，可將傳統整流橋的傳導損耗降低一半，從而減小整流橋的散熱設計。使用LLC拓撲能夠有效減小初級開關管的開關損耗，提高轉換效率。輸出使用同步整流，有效降低傳統二極體壓降損耗，配合緊湊的電源設計，實現高效率，小體積的氮化鎵電源方案設計。

恩智浦是一家領先的綜合性半導體公司，其產品應用非常廣泛，產品涵蓋安全互聯汽車、移動裝置、工業物聯網、智慧城市、智慧家居、通訊基礎設施等市場與應用領域。恩智浦比較聞名的是汽車領域，推動安全互聯應用的創新。同時恩智浦旗下也有著豐富的晶片產品線，本次介紹的電源參考設計的全部控制器方案都是來自恩智浦半導體。

英諾賽科是全球領先的矽基氮化鎵IDM企業，當前出貨量已突破4000萬顆，其中應用於快充的高壓器件已經被聯想、努比亞、魅族、ANKER、綠聯、倍思、品勝、MOMAX、ROCK、REMAX、QCY、Lapo、tegic 等多家知名品牌和廠商的上百款產品所採用，市場前景非常廣闊。

充電頭網總結

隨著手機快充大面積使用氮化鎵，氮化鎵高頻高效的優勢充分發揮出來。英諾賽科將氮化鎵技術引入到固定電壓的介面卡中，可滿足膝上型電腦，電動腳踏車充電等多種需求。透過減小充電器體積，方便出行攜帶。

恩智浦全套的現代化高效電源解決方案，不僅外圍元件精簡，功能全面，搭載數字化控制核心，簡化電源的開發難度。同時晶片內建完善的保護功能，能夠最大限度的提高可靠性。高可靠性的電源晶片與高效能氮化鎵器件聯合，將成為高品質電源的首選。