前言

本期方案解析帶來的是港晟電子推出的一款140W PD3.1氮化鎵充電器方案，這款充電器采用英飛凌XDPS2221自適應PFC+混合反激二合一控制器，搭配使用氮化鎵半橋器件，非常適合單口PD快充寬電壓輸出應用。

這款氮化鎵充電器方案支持100-240Vac寬電壓輸入，支持140W PD3.1快充輸出，支持3.3-21V5A PPS快充輸出，還支持33W UFCS融合快充，具有良好的快充兼容性。下面充電頭網就帶來港晟電子這款140W氮化鎵充電器方案的解析，一起看看內部的方案和用料。

港晟電子140W氮化鎵充電器方案外觀

基于港晟電子PD3.1 140W氮化鎵快充方案設計的這一款充電器，機身采用PC阻燃材質外殼，表面磨砂抗指紋。作為樣品，機身外殼整體沒有印有任何信息。

設計上為充電器配置可折疊美規插腳，符合主流需求，方便用戶攜帶外出。

實測充電器機身高度為68.28mm。

寬度為67.84mm。

厚度為30.67mm。

另外測得充電器重量約為227g。

PDO報文顯示USB-C口具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A六組固定電壓檔位，以及3.3-21V5A一組PPS電壓檔位。

測得UFCS融合快充具備3.3-5.5V3A、5.5-11V3A兩組電壓檔位。

港晟電子140W氮化鎵充電器方案測試

EN55032 CLASS B 傳導測試符合標準，并且具有較大的裕量。

EN55032 CLASS B 輻射測試同樣符合標準，并且具有較大的裕量。

港晟電子140W氮化鎵充電器方案解析

對港晟電子這款PD3.1氮化鎵充電器方案有了基本了解后，下面就進行拆解，解析內部的方案設計。

首先沿殼體接縫拆開充電器外殼，折疊插腳通過導線焊接連接。

PCBA模塊正面設有散熱片。

在PCBA模塊背面也設有散熱片。

散熱片粘貼導熱墊，為PCBA模塊背面元件散熱。

測得PCBA模塊重量約為185.5g。

使用游標卡尺測得PCBA模塊長度約為64.9mm。

PCBA模塊寬度約為62.7mm。

PCBA模塊厚度約為26.1mm。

拆下PCBA模塊正反面的散熱片，其中正面的散熱片通過焊接固定，變壓器等元件涂膠散熱。

PCBA模塊正面一覽，左側焊接保險絲，壓敏電阻，共模電感，左上角焊接安規X2電容和整流橋。右側焊接濾波電感和濾波電容，右側焊接PFC升壓電感，右上角焊接輸出濾波電容和USB-C母座小板，下方左側焊接高壓濾波電容，諧振電容和變壓器。

PCBA模塊背面焊接PFC+HFB二合一控制器，PFC開關管，PFC整流管，氮化鎵半橋芯片，右側焊接同步整流控制器和同步整流管，初次級之間焊接一款反饋光耦。

整流橋來自沃爾德，型號RBU1506L，規格為15A600V，具有低溫升和低高度優勢。

充電器主控芯片采用英飛凌XDPS2221，將PFC控制器和HFB控制器封裝在一起，在節省占板面積的同時，帶來了顯著的性能提升。英飛凌XDPS2221內部集成了三個柵極驅動器，用于PFC驅動和半橋開關管驅動。芯片內部集成無磁芯變壓器驅動，具有高耐壓和強大的抗干擾能力，顯著提升產品的可靠性。同時驅動電流和電流斜率均可調節，方便優化EMI特性。

英飛凌XDPS2221可以靈活的搭配MOSFET和GaN使用，芯片內置高壓驅動器，電路非常簡潔，有效減少零件數量并降低成本。相比直接驅動MOSFET來說，只需增添驅動電路的鉗位電路，即可直接使用GaN器件。

PFC開關管來自英飛凌，型號GS-065-011-1-L，是一顆耐壓650V的增強型氮化鎵開關管，導阻150mΩ，采用5*6mm PDFN封裝。

PFC升壓電感采用膠帶嚴密纏繞絕緣。

PFC整流管來自中瑞宏芯半導體，型號為HX1D06065R，是一顆650V耐壓，150℃連續正向電流6A的碳化硅二極管，采用DFN5*6封裝，超薄封裝節省體積，適用于高功率密度的大功率氮化鎵快充應用。

中瑞宏芯半導體HX1D06065R核心參數表如圖。

半橋氮化鎵芯片來自英飛凌，型號IGI60F1414A，內部集成兩顆140mΩ導阻，耐壓600V的氮化鎵開關管，以半橋形式連接，并具備獨立的隔離驅動器，大大節省PCB占板面積。IGI60F1414A1L支持400W半橋應用，內置驅動的氮化鎵器件極大程度的簡化了驅動電路的設計，并可針對設計進行特性優化。

變壓器嚴密纏繞膠帶絕緣。

兆龍CT1019光耦用于輸出電壓反饋調節。

同步整流控制器來自恩智浦，型號TEA2093，支持非對稱反激和反激應用，內置自適應柵極驅動。

同步整流管來自華潤微，型號CRSM038N10N4，NMOS，耐壓100V，導阻3mΩ，采用DFN5*6封裝。

協議小板正面焊接一顆協議芯片。

背面焊接VBUS開關管。

輸出VBUS開關管來自美浦森，型號SLN30N03T，NMOS，耐壓30V，導阻6mΩ，采用DFN3*3封裝。

充電頭網總結

最后附上港晟電子140W氮化鎵充電器核心器件清單，方便大家查閱。

充電頭網通過解析發現，港晟電子140W氮化鎵充電器內部PCBA模塊包裹鋁合金散熱片，內部設有導熱墊，并涂有導熱膠加強散熱。充電器內部電源方案來自英飛凌，采用XDPS2221 PFC+HFB二合一控制器。

PFC開關管、氮化鎵半橋分別采用英飛凌GS-065-011-1-L和IGI60F1414A1L，PFC整流管采用中瑞宏芯HX1D06065R碳化硅二極管。同步整流控制器采用恩智浦TEA2093，搭配華潤微CRSM038N10N4同步整流管。協議芯片采用英集芯IP2756。方案采用混合反激提升轉換效率，協議支持全面。

對深圳市港晟電子有限公司的電源方案感興趣的，可聯系李經理進行進一步了解以及洽談合作。