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iPhone16快充再升级,氮化镓芯片火了?

   时间:2024-10-11 14:02:41 来源:ITBEAR作者:朱天宇编辑:瑞雪 发表评论无障碍通道
前言

iPhone16全系列已在9月10日正式发布,但这次发布会对于该系列的充电功率并没有提及,网上也在众说纷纭,充电头网实测,iPhone 16和16 Pro充电功率为25-27W,16 Plus和16 Pro Max充电功率为30-33W,峰值可以达到36-38.9W。

基于此次iPhone16系列的充电升级,充电头网汇总了支持30W-36W最大功率的合封氮化镓芯片,合封氮化镓芯片将氮化镓功率器件、PWM控制、驱动、保护等功能整合在一颗芯片上,一颗芯片即可实现原有数颗芯片的功能,可提升整体方案的性能,还有助于减少PCB板的占用空间、缩小产品尺寸,并削减物料成本。通过采用合封氮化镓芯片可开发出功率密度更高,性价比更高更加小巧并符合iPhone 16代要求的充电器。

30W-36W合封氮化镓汇总

充电头网已将汇总的多款支持最大功率在30W-36W的合封氮化镓芯片列成下表所示,详细展示了相关型号与相关参数特点。

排名不分先后,按企业英文首字母排序。

BPS晶丰明源晶丰明源BP87625

BP87625 是一款应用于 AC/DC 反激变换器的原边驱动开关,内置 650V GaN,集成高压自供电,集成 VCC 电容,适用于全电压输入33W 输出双绕组变压器的反激变换器应用。

BP87625 采用频率调制技术,可以达到优异的 EMI 性能。BP87625 内置多种保护,包括逐周期限流、输出短路保护、CS 引脚开路保护、次级整流管开路保护、反馈环开路保护,过温保护等,以及较低的输出短路功耗使系统更加安全可靠。BP87625 采用 ESOP-5 封装。

Chipown芯朋微芯朋微PN8782

芯朋微PN8782系列有两种型号,分别是PN8782SX-A1以及PN8782SX-B1,PN8782SX-A1内部集成700V/470mΩ GaN FET,适用于30W功率应用;而PN8782SX-B1内部集成700V/1000mΩ GaN FET,适用于25W功率应用。

芯朋微PN8782是一款内置高压GaN和高压启动电路的高频准谐振AC-DC转换器芯片,可根据输入电压、输出电压和负载自适应切换模式,实现了全负载范围内的高效率和低功耗,同时避免了开关变换器进入CCM模式工作,降低次级整流管的电压应力。频率调制技术和Soft-Driver技术充分保证系统良好的EMI表现。

芯朋微PN8782空载待机功耗小于55mW,并内置多种保护机制,采用SOP7/PP封装,适用于手机充电器等领域。

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CPS易冲半导体易冲CPS9050X

CXW 诚芯微诚芯微CX75GD048H

CX75GD048H是一款集成高压 GaNFET功率器件高频高性能准谐振式交直流转换功率开关,应用于36W内高性能、低待机功率、低成本、高效率的隔离型反激式开关电源。

CX75GD048H的工作频率最高可达130KHZ,可全范围工作在准谐振模式,在轻载时则会工作于burst模式以提升效率,将23kHz以下的音调能量降至最低,并在操作过程中消除音频噪声。

CX75GD048H提供了优良的电磁干扰性能,为需要超低待机功耗的高性价比反激式开关电源系统提供了一个很好的设计平台。

DK 东科东科DK80xxAP

东科DK80xxAP系列是一款款高度集成了 700V GaN HEMT 的准谐振反激控制 AC-DC 功率开关芯片,这系列共有DK8012AP、DK8020AP、DK8025AP、DK8035AP四款型号,适用于12W至30W功率应用。

DK80xxAP系列芯片支持200KHz开关频率,待机功耗极低,小于50mW,采用QR工作模式,内置谷底检测电路、谷底锁定电路、退磁检测电路、抖频电路、高低压输入功率补偿电路等,可有效减小开关损耗并改善电磁干扰。这款芯片内置完善的保护机制,采用ESOP-7封装,适用于高转化效率和高功率密度的产品,可极大简化反激式 AC-DC 转换器的设计和制造。

东科DK035G

东科DK035G氮化镓合封芯片效率最高可达93%,最高支持250KHz开关频率,待机功耗低于50mW,内置高低压输入功率补偿电路,内置高压启动,采用PDFN5*6封装,适用于氮化镓快充,电源适配器以及辅助电源应用。

东科DK8135AP

DK8135AP 是一款集成了 700V/600mΩGaN HEMT 的 AC-DC 电源管理功率开关芯片,此 IC 带有恒功率功能并且工作在准谐振模式,提高电源系统效率。DK8135AP 极大的简化了反激式 AC-DC 转换器的设计和制造,尤其是需要高转化效率和高功率密度的产品。

ETA钰泰钰泰ETA80G3X

ETA80G3X系列有两种型号,分别是ETA80G36和ETA80G38,两款型号区别在于导阻不同,ETA80G36内置550mΩ/650V GaN,适用于30W应用;而ETA80G38内置420mΩ/650V GaN,适用于36W应用。

该系列是一款高性能PWM转换器芯片,内部集成一个高可靠性和高稳定性的 D-MODE GaN 功率 MOSFET。ETA80G3X 采用准谐振和频率折返技术,以减少 EMI 并提高平均效率,满足最新的 VI 级效率标准,且具有足够的裕量,待机功耗低于 75mW。

该系列芯片还是一款多模式 DCM/QR 转换器,具有突发模式、PFM/PWM 模式、恒功率 (CP) 模式和恒流 (CC) 模式。通过最高 110kHz 的工作频率和 QR 控制方法,ETA80G3X 适用于小尺寸反激转换器应用。在无负载和轻负载条件下,它以突发模式运行,以最小化开关损耗。其突发模式操作能够实现低待机功耗和小的输出电压波动。通过光耦合器和次级侧控制电路,它实现了非常低的待机功耗、良好的动态响应和精确的电压调节。

由于其 7-77V 的宽 VCC 工作电压范围和自动环路增益补偿,ETA80G3X 专为宽输出电压范围的低成本反激转换器应用而设计,如 PD 或 QC 适配器系统。

ETA80G3X 集成了全面的保护功能。在过温、线路过压/欠压、输出过压/欠压、绕组短路、电流检测电阻短路/开路和输出短路情况下,它会进入自动重启操作。逐周期电流限制确保即使在故障模式和恢复期间也能安全运行。

ICM 创芯微创芯微CM1777GA

CM1777GA 是一款针对离线式反激变换器的高性能高工作频率的准谐振模式 AC-DC 转换芯片,芯片支持 7 到 60V 的 VDD 供电,可轻松满足 PD 快充电源的宽电压输出要求。

CM1777GA 可根据输入电压,输出电压以及负载的不同,控制系统工作于DCM/QR 模式,在轻载时则会工作于 burst 模式以实现全电压范围、全负载段的效率最优,且待机功耗低于75mV 满足六级能效要求。芯片内置有高精度120KHz 的开关频率振荡器,且内置有专利的频率抖动和驱动控制技术,优化了系统 EMI 性能。

创芯微CM1777G

CM1777G是一款针对离线式反激变换器的准谐振AC-DC转换芯片,内置650VGaN,支持为7至60V的VDD供电,支持85-264V的输入交流电压,采用PWM+PFM+Burst多模式混合QR控制模式,可以在不同工作负载和条件下实现最佳的能效和性能,轻松满足PD快充电源的宽电压输出要求。

CM1777G可根据输入电压,输出电压以及负载的不同,控制系统工作于DCM/QR模式,在轻载时会工作于burst模式以实现全电压范围、全负载段的效率最优,并在操作过程中消除音频噪声。CM1777G具备超低启动功耗,小于5μA,且其待机功耗低于75mV,满足六级能效标准要求。在空载状态下,其功耗在230V电压下低于75mW。芯片内置有高精度130kHz的开关频率振荡器,且内置有专利的频率抖动和驱动控制技术,优化了系统EMI性能。

CM1777G集成软启动电路,以缓解启动过程中对电路和元件的冲击,并内置了多种保护机制,包括过压、过载和过温保护。它还具备逐周期电流限制功能,为系统提供了全面的电源管理和保护。CM1777G采用ESOP7封装,适用于35W的应用功率,广泛应用于充电器、反激式变换器等领域之中。

ISMARTWARE智融智融SW111x

智融SW111x系列共有十款型号,分别是SW1112、SW1113、SW1115、SW1116、SW1118以及他们各自带J后缀的型号,带J后缀的型号跟不带的J后缀型号的区别即封装由ESOP8变为ESOP7,其余一致,为客户带来更多选择。

SW111x系列是一款针对离线式反激变换器的高性能高集成度准谐振电流模式PWM 变换器。芯片以超宽 VDD 供电范围满足 PD 适配器的宽输出应用要求。

SW1112、SW1113集成650V高压氮化镓功率管,而SW1115、SW1116、SW1118集成700V高压氮化镓功率管,这系列芯片集成频率抖动功能和驱动能力动态调整功能以优化EMI性能通过工作于带谷底锁定功能的谷底开启模式开降低开关损耗,在空载和轻载时,切换至BURST模式工作以优化轻载效率。

芯片集成完备的保护功能,包括 Brown-out保护、VDD欠压保护(UVO)、VDD过压保护(VDDOVP)输出过压保护(OVP)、输出欠压保护(UVP)、逐周期电流限制(ILIMIT)过载保护(OLP)、输出电流过流保护(LPS)、CS 开路保护、芯片过温保护(OTP)等。

JOULWATT杰华特杰华特JW15156D

JW15156D 包含一个高压引脚用于启动,以消除传统的启动电阻并节省待机模式的能耗。JW15156D 采用 PVDFN5*6-8 封装。高度集成的设计提供了易于使用、低元件数和高效率的隔离电源传输解决方案。

杰华特JW15158D

JW15158D 在不同的输入和负载条件下结合 PWM 和 PFM 控制,以实现最高的平均效率。它能够符合最严格的效率法规。

JW15158D 包含一个高压引脚用于启动,以消除传统的启动电阻并节省待机模式的能耗。JW15158D 采用 HSOP-7 封装。高度集成的设计提供了易于使用、低元件数和高效率的隔离电源传输解决方案。

Kiwi Instruments 必易微必易微KP2208XB

KP2208XB 是一款集成 E-GaN 的高频高性能准谐振模式交直流转换功率开关。芯片集成高压启动电路可获得快速启动功能和超低的工作电流,实现小于30mw 的超低待机功耗。

KP2208XB 的工作频率最高可达220kHz,可全范围工作在准谐振模式。芯片集成峰值电流抖动功能和驱动电流配置功能,可极大的优化系统 EMI性能。

KP2208XB 集成恒功率控制与主动降功率控制功能在恒功率区间,通过控制输出电流随输出电压变化实现恒功率功能。外置温度检测环境温度,当温度过高主动降功率以降低系统温度,保证系统稳定可靠工作。

KP2208XB 集成有完备的保护功能,包括:VDD欠压保护(UVLO)、VDD 过压保护(VDD OVP)、输入欠压保护(BOP)、输出过压保护(OVP)、输出欠压保护(UVP)、逐周期电流限制(OCP)、异常过流保护(AOCP)、内置过热保护(OTP)、前沿消隐(LEB)、CS 管脚开路保护等。

Lii Semiconductor 力生美力生美LIC3514G

Llc3514G是一款新一代高性能、高集成度的电流模式PSR电源开关IC,适用于峰值功率高达30W的应用。它具有高精度恒流和恒压控制,优化的谷底开关技术,和高达100kHz的开关频率,使其能够实现低至30mW的待机功耗和高转换效率,满足CoV5和DoE LEVEL VI的能效标准。

该芯片的多段曲线控制模式可以优化系统在不同负载下的转换效率,尤其是在轻载条件下表现出色。低频启动特性和软钳位门驱动控制进一步减少了启动和高压开关的干扰,而主动门斜率控制则显著改善了开关干扰水平,使系统更具EMI友好性。

LIC3514G内置高压GaN功率开关和缓冲二极管,结构简单,外围设备少,并提供全面的保护电路,包括逐周期电流限制、过流保护、过压保护和欠压锁定等。其线性输出电缆电压降补偿功能确保负载下的输出电压精度,提供高达0.15V的补偿范围。该芯片现以无卤素ASOP8绿色封装提供。

力生美LIC3513D

LIC3513D是一款新一代高性能、高度集成的电流模式PSR电源开关集成电路。它能轻松实现低待机功耗,最低可降至30mW或更低,同时具备高效率转换和低功耗特性,以满足CoC V5和DoE LEVEL VI的能效标准,适用于峰值功率高达30W的应用场景。

该芯片提供高性能的PSR主控CC/CV开关电源解决方案,内置高精度的恒流和恒压控制,采用优化的谷点开关技术,全范围内输出电流精度误差优于±3%,输出电压精度误差优于±2%。

MERAKI 茂睿芯茂睿芯MK2787

为了在不同负载下实现从通用线路的高效率,MK2787能够自适应地在DCM/QR模式下运行。在轻负载时,它将以Burst模式工作以提高效率。

茂睿芯MK2787S

为了在不同负载下实现从通用线路的高效率,MK2787S能够自适应地在DCM/QR模式下运行。在轻负载时,它将以Burst模式工作以提高效率。

茂睿芯MK2788

MK2788采用DFN5x6封装,适用于快充适配器等领域。

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应用案例:

1、茂睿芯氮化镓合封芯片MK2788被QCY意象40W 1A1C氮化镓充电器采用

MIX-DESIGN美思半导体美思MSG751X

美思半导体MSG751X系列电源芯片具备18W-66W输出功率,充分满足不同功率段快充选型要求,实现成本优化。

美思半导体的SimpleGaN系列快充电源芯片内部集成650V高性能氮化镓器件,内置第二代Smart-feedback数字控制模块,无需外围环路补偿网络。支持高通QC3.0 3.3-21V输出,满足20mV输出的PPS电压步进标准,初级内置MTK PE快充协议。专为USB PD快充等宽输出电压的快充应用而设计,采用SOP13封装,对于大规模量产,提升生产效率,降低生产成本具有无可比拟的优势。此次推出的SimpleGaN系列中的MSG7517最高支持66W的输出功率。

美思半导体SimpleGaN系列初级芯片内置峰值电流模式控制的反激控制器,具有高性能,低EMI,低待机功耗以及保护功能全面等优势。初级芯片可实现多级恒压恒流输出,无需传统的次级反馈电路,有效的节省了外围器件的数量,并提高了系统整体的稳定性。

美思MSG680x

SimpleTOP®平台是一款新一代的AC/DC电源控制系统,具有高性能和超高度集成的嵌入式智能架构,专为快充解决方案设计。它只需一个芯片即可集成快充系统的所有功能。这是一款采用高度智能化数字技术设计的AC-DC快充电源芯片,通过极少的外部元件即可设计出高性能的快充电源系统。

SimpleTOP平台包含两个产品系列,即内置GaN器件的SimpleGaN®系列和内置MOSFET器件的SimpleFET™系列,以便客户更轻松、低成本地构建高性能的快充电源系统。SimpleTOP平台支持丰富的快充协议,包括PD3.1、UFCS、QC2.0/3.0/3.0+、MTK-PE+、SFCP,以及其他专有协议如SCP、AFC和APPLE 2.4A等。由于数字智能架构的优势,我们可以轻松为客户提供定制的专有协议。

On-Bright昂宝昂宝OB2734x

在满载条件下,无论是低线输入还是高线输入,它都在谷底开关准谐振 (QR) 模式下工作。当负载较低时,它在 PFM 模式下运行,以实现高功率转换效率。当负载非常小时,IC 以“扩展突发模式”运行,以最小化待机功耗损失。结果,在整个负载范围内可以实现高转换效率。在高 AC 线输入条件下,它采用 On-Bright 专有技术在强制准谐振 (QR) 谷底开关模式下工作,以实现出色的 EMI 性能。

OB2734x 提供了完整的保护功能,包括逐周期电流限制 (OCP)、过载保护 (OLP)、内部过温保护 (OTP)、输出短路保护 (SCP) 以及输出和 VDD 过压保护。通过 On-Bright 专有的频率抖动技术,实现了卓越的 EMI 性能。20kHz 以下的音调能量被最小化,以避免运行期间的音频噪声。OB2734x 采用 ASOP6 封装。

昂宝OB2735x

在满载条件下,无论是低线输入还是高线输入,它都在谷底开关准谐振 (QR) 模式下工作。当负载较低时,它在 PFM 模式下运行,以实现高功率转换效率。当负载非常小时,IC 以“扩展突发模式”运行,以最小化待机功耗损失。结果,在整个负载范围内可以实现高转换效率。在高 AC 线输入条件下,它采用 On-Bright 专有技术在强制准谐振 (QR) 谷底开关模式下工作,以实现出色的 EMI 性能。

OB2735x 提供了完整的保护功能,包括逐周期电流限制 (OCP)、过载保护 (OLP)、内部过温保护 (OTP)、输出短路保护 (SCP) 以及输出和 VDD 过压保护。通过 On-Bright 专有的频率抖动技术,实现了卓越的 EMI 性能。20kHz 以下的音调能量被最小化,以避免运行期间的音频噪声。OB2735x 采用 Lsop8-7 封装。

Reactor-Micro亚成微亚成微RM6528NS

RM6528NS是一款内置高压GaNFET,高性能高可靠性电流控制型 PWM 开关控制芯片,支持谷底检测开通功能,满足六级能效标准。

RM6528NS 采用低电流启动模式及低工作电流,减少待机损耗。芯片内置多种工作模式,在轻载及空载情况下,芯片进入Burst mode 模式,消除变压器的音频噪音,提高转换效率;在重载情况下,电路进入 QR 模式。内部集成斜坡补偿模块,有利于系统闭环反馈回路的稳定性,减小了输出纹波电压。

芯片外置 OVP 保护功能,可以通过 VSET管脚的上下拉电阻分压设置 OVP 保护限值,以满足不同条件的用户需求。芯片内部集成多种异常状态保护功能,包括 VDD 欠压保护及过压保护,过载保护,CS 过流和悬空保护,过温保护功能。在电路发生异常时,芯片进入保护状态并自动重启检测,直至异常解除为止,输出正常。

亚成微RM6524ND

RM6524ND是一款内置高压GaNFET,高性能高可靠性电流控制型 PWM 开关控制芯片,支持谷底检测开通功能,满足六级能效标准。

RM6524ND 采用低电流启动模式及低工作电流,减少待机损耗。芯片内置多种工作模式,在轻载及空载情况下,芯片进入Burst mode 模式,消除变压器的音频噪音,提高转换效率;在重载情况下,电路进入 QR 模式。内部集成斜坡补偿模块,有利于系统闭环反馈回路的稳定性,减小了输出纹波电压。

芯片外置 OVP 保护功能,可以通过 VSET管脚的上下拉电阻分压设置 OVP 保护限值,以满足不同条件的用户需求。芯片内部集成多种异常状态保护功能,包括 VDD 欠压保护及过压保护,过载保护,CS 过流和悬空保护,过温保护功能。在电路发生异常时,芯片进入保护状态并自动重启检测,直至异常解除为止,输出正常。

Si-power硅动力硅动力SP9684E

SP9684E是一款集成GaN功率器件的高频准谐振反激控制器,适合设计在离线式 USB-PD 和USB Type-C 等快速充电器和电源供应器方案,待机功耗小于 75mW。

芯片内置精确的初级限流电路,在输出电压在 PD/PPS 调节时,保证恒定的输出限流,容易满足安规的 LPS 要求。在满载输出时,IC 在谷底锁定模式下工作;确保高频下,频率变化范围小,提高效率;当负载减轻,进入无谷底锁定模式时,IC 进入快速频率折返模式,减少开关损耗,提高转换效率;当负载进一步减轻时,IC 工作在跳频 Burst 模式;采用这种控制方式,在全负载范围内,提升电源系统转换效率,满足能效要求。

硅动力SP9674E

SP9674E是一款集成GaN功率器件的高频准谐振反激控制器,适合设计在离线式 USB-PD 和USB Type-C 等快速充电器和电源供应器方案,待机功耗小于 75mW。

芯片内置精确的初级限流电路,在输出电压在 PD/PPS 调节时,保证恒定的输出限流,容易满足安规的 LPS 要求。在满载输出时,IC 在谷底锁定模式下工作;确保高频下,频率变化范围小,提高效率;当负载减轻,进入无谷底锁定模式时,IC 进入快速频率折返模式,减少开关损耗,提高转换效率;当负载进一步减轻时,IC 工作在跳频 Burst 模式;采用这种控制方式,在全负载范围内,提升电源系统转换效率,满足能效要求。

SOUTHCHIP 南芯南芯SC3055A

此转换器还内置了用于供应VDD电源的段电源电路,特别适用于广范围输出电压的应用。SC3055A提供全面的保护功能,以防止在异常条件下电路受损。其频率抖动和智能驱动功能的特点可以最大程度地减少噪音并提升EMI性能。

南芯SC3056

SC3056提供自适应开关频率折返功能,能够在整个负载范围内实现更高的效率。它在准谐振和不连续导通模式下运行,使用谷值开关以提高效率。在无负载时,芯片将进入突发模式,以降低功耗。

SPMICRO 三浦微三浦微SP280X

SP280X是一款高频、高性能的准谐振电流模式功率开关,集成了GaN FET,用于AC-DC转换器。它集成了高压启动电路,可以实现快速启动功能和超低的运行电流,待机功耗小于30mV。

SP280X的最大开关频率可以达到220kHz,它可以在整个负载范围内以QR模式运行。SP280X还集成了峰值电流抖动和可调驱动电流功能,可以极大优化系统的EMI性能。

SP280X共有三款型号,分别是SP2802、SP2803、SP2804,具体区别上图所示。

充电头网总结

氮化镓技术在消费类电源产品中的大规模商用,充电器的效率得到优化,体积得到大幅降低,便携性更好,深受消费者青睐。而合封氮化镓芯片的出现,从根本上解决了氮化镓功率器件在控制、驱动方面的难题,简化了快充电源的设计,并降低电源厂商的成本。随着市场对高效、便携的充电器需求将持续增长。

此次iPhone16系列手机在快充上面进行了一点升级,开发商在设计和生产充电器时,可以借鉴本文汇总的众多合封氮化镓芯片,打造符合用户需求、具备竞争力且成本效益高的产品。

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