业界首发，泰高技术满血版PD3.1 240W氮化镓电源适配器方案解析

前言

在快充技术飞速发展的今天，全新USB PD3.1标准的发布将USB-C快充功率提升到了240W这个全新高度，为高功率充电带来了新的可能性。240W快充的普及将不仅仅局限于消费电子领域，它还将推动工业、医疗、交通等多个行业的发展。

近期充电头网拿到了泰高技术的一款重磅DEMO，它基于PFC+AHB+SR电源架构设计，使用了立锜科技RT7333+RT7795+RT7220E+RT7209全套电源方案。不仅如此，核心功率器件——PFC开关管和AHB半桥开关管，均采用了泰高技术领先的氮化镓器件，进一步提升了效率和功率密度。

更令人振奋的是，它配备了USB-C接口，并真正意义上支持PD3.1 240W快充，成为业界首发的240W快充解决方案！这款DEMO的诞生，不仅标志着快充技术迈入了全新的高功率时代，也为未来的应用场景打开了无限可能。下面就随小编来详细了解下。

泰高技术240W氮化镓电源DEMO外观

泰高技术这款DEMO是经典电源适配器样式设计，主板正面设有延时保险丝、整流桥、PFC升压电感、变压器、滤波电容等器件。此外留有富余的空间，以方便后期加装散热片和填充导热胶辅助散热。

主板背面设有立锜科技电源方案的核心器件以及泰高技术的TG65090S、TG65180S两款氮化镓功率器件等。板面干净整洁，整体工艺水准好。

实测DEMO长度为134.11mm。

宽度为52.61mm。

厚度为24.14mm。

另外测得DEMO重量约为191g。

泰高技术240W氮化镓电源适配器方案解析

输入端采用梅花接口母座，可接地设计同时可靠性，同时也为用户带来更好的使用体验。母座两侧设有延时保险丝、两级共模电感、安规X电容等器件。

延时保险丝来自华德，规格为5A250V。

共模电感用于滤除EMI干扰，采用双线绕制。

安规X2电容来自CDSPC成东，规格为0.68μF。

10D681K压敏电阻来自RUILON瑞隆源电子，用于输入过压保护。

共模电感两级设计，另一颗为扁平铜带绕制。

一旁是两颗整流桥。

另一侧设有两颗薄膜滤波电容和滤波电感，滤波电感外套热缩管绝缘保护。

MPP薄膜滤波电容来自KYET科雅电子，规格为1μF450V。

PFC控制器采用立锜科技RT7333，其支持最高130KHz、180KHz、240KHz和400KHz的工作频率，为不同功率转换需求提供了更多选择。同时，它支持直接驱动GaN或MOS管，进一步提高了系统效率和设计简化。

RT7333还支持三种主流的PFC输出方式，包括高电压、高低压分段和Linear Boost Follower，满足高效能应用的需求。这使其非常适合用于对能效要求较高的设备，如USB-PD充电器、PC、笔记本电脑适配器、电视和显示器等。

此外，RT7333提供了单独的引脚控制PFC的开关功能，使得设计更加灵活便捷。在能效需求更高的USB-PD，PC，NB，TV，Monitor电源中，PFC可以作为单独的应用，搭配后级的功率转换器，也可以搭配RICHTEK自家的AHB进行配套使用，外围器件的精简，方便客户设计和调试，实现高效率。

PFC开关管来自泰高技术，型号TG65090S，这是一款电压为650V、内阻为120mΩ的增强型GaN HEMT功率器件。其设计具有低输入/输出电容和低电感QFN封装，可以实现高频率的开关功能。

简洁易用的外部接口电路可用于操控该器件，可采用专用的6V GaN驱动器或更传统的12V驱动器。无论何种情况下均无需外部VCC供电。

通过调节门极路径中的电阻，可以控制开关的上升/下降速率，从而达到最佳的EMI性能。该器件特别适合于基于GaN的高性能功率应用，旨在提升系统性能并降低成本。

PFC升压电感特写。

PFC整流管来自Tokmas托克马斯，型号CI04S65E3，这是一颗碳化硅二极管，耐压650V，采用TO-252封装。

两颗高压滤波电解电容采用永铭KCX系列，其工作温度范围在-55℃~105℃，3000小时寿命，并具备抗雷击、低漏电流（低待机功耗）、高纹波电流、高频低阻抗等性能优势。

两颗电容规格均为450V82μF。

第三颗MPP薄膜滤波电容也是来自科雅电子，规格为0.68μF450V。

电源主控芯片采用立锜科技RT7795，这是一款专为非对称半桥（AHB）转换电源设计的PWM控制器芯片，内置625V高压启动器件，输出功率可达300W，支持5-48V输出电压，内置X电容放电，采用连续谐振工作模式，可有效地减少次级侧同步整流器的功耗损失。

RT7795支持130KHz、180KHz、240KHz和300KHz的多种工作频率，适用于多种功率转换需求。该芯片能够直接驱动GaN或MOS，并且内部集成了High-side Driver电路，使设计更加简洁。VCC电压支持宽范围10V至63V，增强了应用的灵活性。此外，RT7795还支持通过控制引脚实现PFC的开关功能，进一步提升了设计的灵活性和效率。

RT7795通过专利的抖频方式有效解决潜在的音频噪声问题，将噪声的能量和频率分散。内置多种保护机制，采用WQFN-24L封装，适用于大功率氮化镓快充电源设计。

用于AHB半桥的氮化镓开关管采用泰高技术TG65180S，这是一颗耐压650V的增强型氮化镓功率器件，导阻为240mΩ。器件所有引脚均设有ESD保护，开关速度可通过栅极串联的电阻进行调节，器件具备反向导通能力，无反向导通损耗，具备高频开关能力。

泰高技术TG65180S采用低压绝缘的散热焊盘，通过电流采样电阻连接，具备更好的散热性能。支持图腾柱PFC，半桥/全桥LLC应用，手机快充，笔记本电脑电源，LED照明电源，电机驱动，服务器和逆变器应用。器件采用5*7*0.8mm QFN封装，节省占板面积。

另一颗泰高技术TG65180S特写。

主控芯片供电电容来自艾华，规格为100V10μF。

另一颗来自红宝石，规格为50V22μF。

变压器特写。

两颗亿光EL 1019光耦特写，用于输出电压反馈和保护功能。

贴片Y电容来自四川特锐祥科技股份有限公司，具有体积小、重量轻等特色，非常适合应用于氮化镓快充这类高密度电源产品中。料号为TMY1222M。

特锐祥专注于被动元器件的研发、生产及销售，注册资本1亿元。旗下产品包括：贴片式Y电容、插件式Y电容，贴片式中高压直流电容、以及贴片式NTC。TRX将致力于陶瓷材料的研究，以拓展更多品类的应用，为客户提供更多的解决方案。

充电头网了解到，特锐祥贴片Y电容除了被倍思高通QC5认证100Ｗ氮化镓快充、麦多多100W氮化镓、OPPO 65W超级闪充氮化镓充电器、联想90W氮化镓快充、努比亚65W氮化镓充电器、倍思120W氮化镓+碳化硅PD快充充电器等数十款大功率充电器使用外，也可应用于海陆通、第一卫、贝尔金等品牌20W迷你快充上，性能获得客户一致认可。

立锜科技RT7220E是一款用于非对称半桥（AHB）转换器的同步整流控制器，支持CRM/CSM/BM工作模式。RT7220E通过检测MOSFET的漏极电压来控制SR栅极的开关状态。此功能旨在最小化关断死区时间，并通过SR栅极脉冲传递正弦波能量，从而提升整体效率。

RT7220E支持5-48V宽输出电压范围，并内置高压低压差线性稳压器，专门用于在低输出电压时为MOSFET栅极驱动器供电。当RT7220E与非对称半桥控制器RT7795配合使用时，可以启用双脉冲功能，以优化重载/低输出电压条件下的效率。

此外，RT7220E在轻载条件下提供绿色模式操作，将工作电流降低至160μA以下。器件的推荐结温范围为-40°C至125°C，环境温度范围为-40°C至105°C。

两颗同步整流管来自芯控源，型号AGM042N10A，这是一颗100V耐压的NMOS，导阻4.2mΩ，采用PDFN5*6封装。

三颗输出滤波固态电容来自NJcon永立，规格均为63V470μF。

一颗来自红宝石的小电容，规格为50V22μF。

协议芯片采用立锜科技RT7209，这是一款高集成度的可编程控制器，内部集成了反馈补偿电路和 V5（用于内部MCU的稳压电压），具备3-55V的宽输出电压范围，非常适合USB-PD和可编程电源应用。在整个电压范围内，RT7209能够实现高精度的电压和电流控制。

该芯片通过内置的CV/CC环路，并通过软件设定，确保3-55V的电压范围内环路稳定性，有效解决了传统RC环路在宽电压应用中难以保持稳定性的问题。

RT7209支持USB PD3.1 SPR和EPR 48V规格。内置MCU，能够支持标准USB PD协议、UFCS以及私有协议。该控制器专为离线式AC-DC转换器设计，旨在实现高功率密度的快速充电系统。内置的反馈补偿电路不仅减少了外部元件数量，还提升了系统的瞬态响应性能。出于安全考虑，RT7209 提供了全面的保护功能。

器件的推荐结温范围为-40°C至125°C，环境温度范围为-40°C至105°C。RT7209还具备N-MOS输出驱动功能，增强了其在功率管理中的灵活性。

输出VBUS开关管来自芯控源，型号AGM6035A，这是一颗60V耐压的NMOS，导阻2.4mΩ，采用PDFN5*6封装。

USB-C接口母座特写。

充电头网总结

最后附上泰高技术240W氮化镓电源适配器DEMO的核心器件清单，方便大家查阅。

泰高技术的这款氮化镓电源适配器是业界首款支持PD3.1 240W快充的氮化镓解决方案，标志着快充技术正式迈入高功率时代。它采用PFC+AHB+SR电源架构，结合立锜科技的全套控制器方案和泰高技术的TG65090S、TG65180S氮化镓功率器件，实现了高效率、高功率密度和高可靠性。

立锜科技的控制器方案通过高集成度和全面的保护功能，简化了设计并提升了性能；泰高技术的氮化镓器件则通过低损耗和高频开关特性，进一步优化了效率和散热表现。

这款电源的推出不仅突破了现有快充功率瓶颈，还为高性能笔记本电脑、电竞设备、工业工具、医疗设备等提供了全新的充电解决方案。未来，随着氮化镓技术的成熟和快充标准的推广，这套240W快充解决方案有望在更多领域广泛应用，为高功率设备的便携化和高效化开辟新的可能性。