Elevation氮化镓合封方案，轻松满足20mW待机

发布时间：2022-12-21 18:03:12来源：搜狐

2022年8月17日，2022（夏季）亚洲充电展在深圳成功举办，展会同期还举办了2022（夏季）全球第三代半导体快充产业峰会，并邀请了11位行业大咖现场与大家探讨第三代半导体快充产业的发展趋势，为大家分享最新的第三代半导体快充解决方案。

Elevation系统应用总监李明杰在2022（夏季）全球第三代半导体快充产业峰会上发表了《 Elevation氮化镓合封方案轻松满足20mW待机》主题演讲。

Elevation 初级控制器 HL9510 最高支持 300KHz，且支持多档频率可选；以 HL9510 为核心，HL9550/52/54 分别合封 170mΩ，260mΩ 和 450mΩ 氮化镓，采用 QFN5x6 封装；同步整流芯片 HL9701 采用 SOT-23 封装，频率可达 300KHz；HL9750 同步整流芯片合封 13mΩ MOS，同样采用 QFN5x6 封装。

Elevation HL9510 VDD 范围 6.5V~78.5V，输出电压范围 3.3V~21V，在满足 USB PD PPS 应用的同时，简化 VDD 电路，降低损耗。芯片支持 QR、DCM、CCM 混合的工作模式，集成高压启动模块，待机功耗能够做到 20mW以下。

Elevation HL955X 系列在 HL9510 基础上合封氮化镓器件，通过智能驱动器和跳频实现更好的 EMI 性能，芯片通过内置电路即可满足LPS要求，无需额外的VDD钳位电路即可实现宽范围电压输出。

上图为 Elevation 合封氮化镓方案与常见的分立式方案对比，Elevation 合封氮化镓方案通过集成 VDD、LPS 等电路，节省 BOM 成本，缩小 PCB 尺寸。

此外，Elevation 合封氮化镓方案采用的 DFN5*6 封装加大了 GND 铜皮面积，有利于散热。

Elevation HL955X 系列在 QR 和 CCM+QR 模式下均支持恒流曲线和限功率曲线，同时支持无协议恒流限功率应用。

Elevation HL9701 是一颗用于开关电源的高性能同步整流控制芯片，采用 SOT23-6 封装，支持低电压补偿和钳位功能，适用于正端或负端应用，支持 QR/CCM/DCM 各种运行模式。

Elevation HL9701开关延迟测试如上图所示，可以看到芯片延迟时间仅 15ns。

Elevation HL9701 与友商产品启机波形对比如上图所示，可以看到 HL9701 可以有效钳制 SR Gate 电平，避免电流倒灌。

Elevation HL9550+HL9701 65W Demo 如上图所示，EVB 尺寸仅 48x29x20mm。

Elevation HL9550+HL9701 65W Demo 电路原理图如上图所示，可以看到外围电路十分精简。

Elevation HL9550+HL9701 65W Demo 初级 BOM 仅31个零件，次级仅10个零件。

Elevation HL9550+HL9701 65W Demo 在 90Vac、115Vac、230Vac、264Vac 输入，20V、15V、9V、5V3A 输出，10%、25%、50%、75%、100% 负载下效率测试如上图所示。

Elevation HL9550+HL9701 65W Demo 在包含协议IC的情况下待机功耗测试如上图所示，可以看到 90Vac、115Vac、230Vac、264Vac 待机功耗均小于 20mW。

Elevation HL9550+HL9701 65W Demo 在包含协议IC的情况下极轻载功耗测试如上图所示，在各电压档位的效率表现均十分优秀。

Elevation HL9550+HL9701 65W Demo 传导测试如上图所示。

Elevation HL9550+HL9701 65W Demo 辐射测试如上图所示。

Elevation HL9550+HL9701 65W Demo 在 90Vac 和 264Vac 输入下，21V 输出条件下的 PD PPS空满载动态负载测试如上图所示。可以看到 90Vac 下 VDD 最高 66.4V，最低 55.8V；264Vac 下 VDD 最高 65.8V，最低 55.8V，满足 21V PD PPS应用。

Elevation HL9550+HL9701 65W Demo 在 90Vac 和 264Vac 输入下，3.3V 输出条件下的 PD PPS 空满载动态负载测试如上图所示。可以看到 90Vac 下 VDD 最高 11.56V，最低 8.2V；264Vac 下 VDD 最高 10.84V，最低 8.2V，满足 3.3V PD PPS应用。