功率密度达2.24W/cm³，硅动力65W slim超薄氮化镓快充方案解析

前言

“饼干”充电器是近年来快充技术小型化的典型产品，凭借超薄、轻巧的设计与高功率输出的结合，在保证手机、笔电等设备快充需求同时，极大降低了用户的出行携带成本，很快受到市场追捧。

近期Si-power硅动力基于旗下SP9800+SP6520H高频QR电源方案，设计了一款65W slim超薄氮化镓快充DEMO，整机三围实测仅67.43*40.04*10.77mm，功率密度高达2.24W/cm³，另外重量也仅有37g，小巧轻便，轻松满足客户对于“饼干”充电器的设计要求。下面充电头网就对这套方案进行介绍，一起来了解下。

硅动力65W slim超薄快充DEMO外观

硅动力65W slim超薄快充DEMO输入端为U型样式设计，既能合理布局插脚，两侧小板空间也能最大化利用。此外滤波电容等器件横置，输出端堆叠小板，进一步提升空间利用率。

模块正面一览，两侧设有延时保险丝、主控芯片供电电容等器件，主体区域中心布局变压器。

主板背面一览，变压器沉板设计达到13mm超薄效果，此外采用了硅动力全套电源方案。

测得PCBA模块长度为67.43mm。

宽度为40.04mm。

厚度为10.77mm，通过实测三围算得DEMO功率密度达2.24W/cm³。

另外测得DEMO重量约为37g。

硅动力65W slim超薄快充方案解析

延时保险丝来自蓝宝，规格为3.15A250V。

NTC热敏电阻用于抑制上电浪涌电流。

共模电感双线绕制，用于滤除EMI干扰。

安规X2电容来自KNSCHA科尼盛，规格为0.1μF。

输入端整流桥来自深圳市沃尔德实业有限公司，型号为WRLBS80M，规格为8A 1000V。这颗软桥通过较软的恢复曲线，比较平滑的关断特性，可以降低二极管结电容达到非常少的谐波振荡产生的效果。

两颗高压滤波电解电容也是来自科尼盛，一颗规格为400V33μF。

另一颗规格为400V39μF。

初级主控芯片采用硅动力SP9800，这是硅动力推出的最新一代高性能数模混合信号的AC/DC反激控制芯片，通过将关键模拟信号数字化，综合逻辑运算处理，从而适应更多元的工况，实现更复杂的功能，适合应用在高功率密度和多电压电流的反激电源方案中。

SP9800由基于状态机的数字核和模拟外设组成，结合了输出电流计算和创新的谷底锁定控制策略，保证不同工况下的效率和纹波，以及恒定电流或恒功率的输出限流，来满足安规 LPS 或多口充的要求。芯片也集成了高压启动模块，待机功耗符合六级能效要求。

芯片内置了全面的保护功能，包括初级限流环保护（OPP），过载保护（OLP），内部和外部

过温保护（OTP），采样电阻短路保护（CS Short），输出整流管短路保护（CS OVP），输入过压欠压保护（AC OVP& BNI/O），输出过压欠压保护（Vo UVP& OVP），VDD过压保护，ZCD开路和短路保护。保护发生后，CS引脚会产生相应的保护故障码。部分保护发生后，芯片会停止工作一段时间后再重启，便于降低保护时的功耗。采用SSOP10封装。

初级开关管采用硅动力SP240N70TT1，这是一款耐压700V的氮化镓功率开关管，导阻240mΩ，采用TO252-2L封装。

硅动力SP240N70TT1资料信息。

主控芯片供电电容来自丰宾，规格为50V33μF。

用于输出电压反馈的光耦特写。

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TMY1102M。

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、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。

同步整流控制器采用硅动力SP6520H，这是一颗高性能的开关电源次级侧同步整流控制电路。在低压大电流开关电源应用中，轻松满足6级能效，是理想的超低导通压降整流器件的解决方案。

SP6520H可支持高达500KHz的开关频率应用，并且支持CCM/QR/DCM等开关电源工作模式应用。采用自供电电路，可灵活的放置在正端或负端，无需额外的辅助绕组。10ns关断延时以及高达4A的下拉电流帮助系统可靠工作于CCM模式。特有的开通及关断机制，可以最大化外驱MOSFET的导通时间以获得更高的转换效率。

同步整流管采用硅动力SP05N10SRL，NMOS管，耐压100V，导阻5mΩ，采用PDFN5*6封装。

硅动力SP05N10SRL资料信息。

输出滤波固态电容来自福建云星电子，规格为25V470μF。

另一颗料号相同。

协议芯片采用慧能泰HUSB361，这是一款高性能、高集成度的USB Type-C PD Source控制芯片，支持PD3.1/3.0/2.0、PPS、QC2.0/3.0、Divider3、BC1.2 DCP、AFC、FCP、SCP协议。支持多达5档可编程电压电流 FPDO和2档可编程电压电流APDO。

HUSB361集成了所有必需的保护，例如过压保护(OVP)、欠压保护(UVP)、欠压锁定(UVLO)、过流保护(OCP)、快速过流保护(FOCP)与热关断(TSD)。HUSB361提供SSOP-10L、QFN3x3-16L、QFN4x4-16L封装。

充电头网总结

硅动力65W slim超薄氮化镓快充DEMO不仅小巧轻薄，而且支持65W快充，无论是大小还是性能均符合市场主流设计需求。此外还支持90-240Vac宽电压输入，更是拓宽了其使用地区，并且90V输入情况下的转换效率达92%。配备USB-C接口兼容主流快充协议，支持5-20V电压档位输出，能够满足笔记本快充需求。

DEMO采用了硅动力SP9800+SP6520H高频QR电源方案，以及SP240N70TT1氮化镓开关管、SP05N10SRL同步整流管全套器件。SP9800数模混合信号反激控制芯片集成Cap-Less自适应CCM技术与自适应谷底锁定策略，可在大幅缩小输入母线电容体积的同时保持高效率运行；SP6520H可以动态跟踪输出电流波形，降低次级整流管导通损耗，进一步提升转换效率。

SP240N70TT1氮化镓开关管则助力产品高频高效以及实现小型化。这套方案不仅非常适合超薄型充电器应用，而且全部来自硅动力，一致性也会更好，沟通成本更低，对于协助客户开发新品，缩短研发周期实现快速量产上市更有优势。