航嘉240W 3USB-C氮化镓充电器

期知名电源厂商HuntKey航嘉推出了一款多接口大功率氮化镓快充充电器高能S240，这款充电器的性能表现之强悍市面少有，能够满足极客发烧友的多设备快充需求。

充电器配备三个USB-C接口，以匹配时下主流设备，并且USB-C1口支持140W PD3.1快充，而另外两个USB-C口均支持100W PD快充。不仅如此，还支持140W+100W、140W+65W+35W等多口输出策略，多口同时使用时整体功率也很高，真正意义上满足多设备同时大功率快充需求，性能十分强悍。下面就一起来看看这款产品的详细设计。

此外模块还覆盖大面积散热片帮助散热，特别是变压器区域又多设计了一层，顶部散热片内侧设有塑料板进行隔离绝缘。

PCBA模块正面一览，器件布局紧凑，另外可以看出正面设有三个平面变压器，可见为应对大功率输出，设计上采用了三路开关电源电路。

主板背面一览，左上区域设有PFC控制器、PFC开关管以及整流管，下方中间区域设有三路开关电源的主控芯片、氮化镓半桥芯片以及光耦等。

PCBA模块输入端一览，可以看到设有延时保险丝、两级共模电感、安规X2电容等器件，中间区域设有五颗高压滤波电解电容以及PFC升压电感。

此外充电器输入端设计上还采用了主动整流方案，并设有相应的主动整流小板，小板包裹绝缘胶带。小板左侧区域设有NTC热敏电阻、薄膜滤波电容以及滤波电感，滤波电感使用塑料支架垫高，充分利用空间。

将主动整流小板拆下，正面设有主动整流控制器以及两颗MOS管。

另一面还有两颗MOS。可以看出使用的是四颗MOS来代替传统整流桥，并由一颗支持桥式整流的控制器来驱动的解决方案。

这种设计方案可以消除掉绝大部分整流桥的损耗，并显著提升电源的整机能效。其具有高能效，低损耗的优势，但缺点就是需要高压驱动器，同时使用四颗MOS管，成本较高。但从这也能看出航嘉为做好这款电源，也很舍得用料，产品品质有保证。

PFC开关管采用纳微的氮化镓功率芯片，型号NV6138A，这是一颗高集成度的氮化镓功率芯片，内部集成驱动器和高精度无损耗电流采样电路，无需外置电流取样电阻，消除取样电阻的损耗。NV6138A内置120mΩ导阻，700V耐压的氮化镓开关管，支持2MHz开关频率，采用6*8mm QFN封装，具有更大的散热面积，降低温升。

模块前端一览，在右侧区域还设有主控芯片供电电容以及谐振电容。

USB-C1口电源方案采用AHB架构设计，AHB控制器来自杰华特，型号JW1556，是一款非对称半桥反激式控制器，采用QFN4x4-20封装，适用于离线反激式转换器应用。芯片内部集成供电升压转换器，输入电压范围 2.5-38V，最高工作频率达1.5MHz，支持65-300W快充应用。

杰华特 JW1556 在重负载下工作在ZVS模式，支持Adaptive ZVS开关，实现效率最优化。在轻负载下工作在DCM模式，可提供主电源开关和辅助开关两路输出控制，支持高压启动、X电容放电、突发模式控制、可调线路补偿等功能。

氮化镓半桥芯片来自纳微，型号NV6247，芯片内置两个150mΩ的氮化镓开关管，并采用GaNSense无损电流检测技术，采用QFN6*8封装。芯片内部集成两个氮化镓开关管，氮化镓驱动器，控制，检测，保护和隔离电路，将传统多颗芯片才能实现的功能集成在一颗芯片内部。

纳微半导体GaNFast半桥氮化镓芯片内置标准数字逻辑输入，高边自举和电平转换，无损电流检测技术，有效减小PCB面积，提供更快速的保护和更高的效率。适用于电视机，显示器以及电机驱动器应用，满足高性能大功率需求。

另外USB-C2和USB-C3口都是采用高频QR反激电源架构，主控芯片都是使用的南芯科技SC3057B，这是一款高频、准谐振反激PWM变换器，具备700V GaN集成（QR/DCM），可实现高效率和可靠性。该变换器内置了X电容器放电功能以及通过HV引脚的高压启动电路。因此，通过HV引脚可以获得极低的待机功耗和超快的启动时间。

模块另一侧区域布局三组平面变压器以及输出端小板等，输出端小板前后还各有三颗输出滤波固态电容。

平面变压器外套塑料壳绝缘保护，主板边缘还设有两颗固态电容。

将平面变压器拆下，三组使用一体塑料壳固定成整体。

平面变压器磁芯敲碎，所在区域采用环形PCB设计。此外小板左侧设有一颗同步整流控制器。

同侧背面设有一颗同步整流管。经过观察发现三组同步整流方案所用的同步整流控制器和同步整流管型号完全相同，篇幅原因，这里仅展示其中一组进行介绍。

同步整流控制器丝印IBHJN，实际型号为MP6908A，来自MPS芯源半导体，最高工作频率600KHz。支持DCM、CCM、QR、ACF多种工作模式，支持高侧和低侧应用，具备振铃检测防止误开通，采用TSOT23-6封装。

同步整流管来自PY平伟，型号PW055N10ESL，NMOS，耐压100V，导阻4.4mΩ，采用DFN5*6封装。

USB-C1口协议芯片采用英集芯IP2756，这是一款集成多种协议，用于 USB 端口的快充协议控制 IC，支持多种快充协议，包括 PD2.0/PD3.1 SPR&EPR36V、HVDCP、QC5/4+/3+/3.0/2.0、VFCP、UFCS、Apple 2.4A、BC1.2 以及 SAMSUNG 2.0A。为适配器、车充等单向输出应用提供完整的解决方案。

USB-C2和USB-C3口的协议芯片采用英集芯IP2738U，这是一颗支持多个USB接口的协议芯片，支持双口18-140W快充应用，具备独立的反馈控制，具备独立的USB PD控制，相当于两颗IP2736整合到一颗芯片内部，快充规格与IP2736相同。支持USB PD3.1 28V EPR档位，支持UFCS融合快充，并支持PD3.0/PPS等丰富全面的快充协议，兼容性非常好。

英集芯IP2738U内置四路独立的NMOS驱动，可用于多个接口输出控制，控制多个VBUS开关管进行输出端口切换以及两路电源并联控制，并且支持双路独立的过流、过压以及短路保护，确保使用安全。

USB-C1口输出VBUS开关管来自平伟，型号D100N04ESL，NMOS管，耐压40V，导阻2.8mΩ，采用DFN5*6封装。