智融效率高达95%的PFC+QR单口多口140W快充方案解析基于SW1108

来源：火狐电竞发布时间：2024-10-18 17:05:19

目前市面上高功率设备越来越普及，各大方案商对于充电解决方案的高效性、集成度、兼容性等方面也日益重视。智融科技最近推出了一款集成氮化镓驱动的高性能反激式电流模式PWM控制器SW1108，这款芯片可为集成度高、效率高的快充方案设计提供强大的支持。

SW1108的设计理念聚焦于提升转换效率和降低电磁干扰，具备高压启动能力和多种完善的保护机制，可为适配器、充电器及AC-DC开关电源等应用提供有效保障。结合SW1108的优势，智融科技也推出了两款基于该控制器的140W快充方案，旨在为各类设备的快充需求提供解决方案。

SW1108是一款高性能集成型反激式电流模式PWM控制器，采用集成氮化镓驱动设计，可提供6V氮化镓驱动能力。芯片具备高压启动功能，支持高达700V的启动电压，同时集成频率抖动功能，能大大降低电磁干扰性能。SW1108内部采用谷底开启技术，能够进一步提升轻载下的效率，并支持PFM模式以实现更高效的负载调整，空载功耗控制在50mW以下。芯片适合应用于适配器、充电器及AC-DC开关电源等领域。

SW1108还具备完善的保护机制，包含输入欠压保护、VDD过压保护以及输出过压保护等功能。此外，它还集成了周期电流限制、过载保护、输出电流过流保护以及芯片温度过高时的过温保护。SW1108采用SOP-8封装，适用于轻量化的电源设计领域，能在高频、低EMI需求的应用领域中展现出强大的性能优势。

得益于SW1108的高性能和集成化设计，智融科技推出了两款基于SW1108的140W单口+多口快充方案，分别采取了了不同的芯片组合与接口设计，满足市场对高效能、多接口快充解决方案的需求。

第一款140W方案采用SW1108+SW1608+SW3566+SW3536*2的设计，采用2A+2C接口设计，这一方案设计充分的利用了各芯片的优势，让整体方案集成度大大提升。

在这一款方案中，SW1108作为集成氮化镓直驱的高频准谐振反激控制器，极大提升了电路的转换效率，同时减少了外部元件的需求。SW1608作为同步整流驱动控制器，专为离线式反激变换器的副边同步整流管驱动设计，从而逐步优化系统的能效。双口充电SOC芯片SW3566和两颗多快充协议芯片SW3536则分别负责控制不同的充电接口，支持多种快充协议，支持USB-A和USB-C的双口快充输出，并且支持独立限流，保障每个接口的充电性能。

经过实测，这款方案的尺寸为67.3*69.4*21.93mm，重量约为144.6g，功率密度达到1.36 W/cm³，具备优异的功率体积比。

SW1108采用Smart_Lock谷底锁定工作模式，产品在一定输入电压和一定负载工作条件下工作稳定，无谷底跳变现象，从而无频率突变，因此整个电源系统产品具有更低的输出纹波，同时消除了谷底跳变带来的可闻噪声。由于谷底精准锁定，也为系统效率带来了一定的提升。

众所周知，QR工作模式在轻载下往往具有更高的SR尖峰应力，SW1108采用自适应驱动调节技术，使得QR模式下的产品在轻载，短路，轻满载开机和轻重载切换等各种工况下都具有极低的SR应力。因此对某些输出电压的应用能够使用比竞品更低耐压的同步整流管，以此来降低系统成本。另外由于消除了SR的尖峰震荡，也使得系统全负载段拥有更好的EMI效果。

SW1108采用更低的CS阈值电压设计，使得产品在低压90V输入下能够大大减少CS电阻的损耗和发热，具有更高的低压效率。同时高压230V输入下在高压降频和谷底锁定的工作模式加持下，大大降低了高压开关管的开关损耗，为产品的系统效率也带来了一定的优化提升。产品效率的优化提升，为客户直接带来了更低的温升体验，也减少了客户在散热上的散热成本。

第二款140W方案则采用了SW1108+SW1608+SW2335的设计，采用单USB-C口设计。

在第二款140W快充方案中，SW1108作为核心控制器，负责实现高效的准谐振反激转换，优化开关速度，提升电能转换效率。SW1608则驱动副边的同步整流管，降低功耗并提高系统整体效率。SW2335作为快充协议控制器，支持PD3.1等多种快充协议，确保充电的高效兼容。

该方案的实际测量尺寸为69.31*69.38*23.91mm，重量约为123.4g，功率密度约为1.23 W/cm³。通过优化芯片组合和电路设计，该方案在体积小、重量轻的同时，确保了高效的充电性能，适用于多种需要高功率充电的设备，在助力开发大功率小体积充电器方面有很大的优势。

SW110X系列新产品采用差分驱动的方式，可以更可靠的直接驱动E-Mode氮化镓，保证了氮化镓工作的可靠性。通过合理的封装打线方式使得相应的合封氮化镓系列新产品在高频工作下减少了系统走线带来的寄生电感震荡导致的误开关问题，从而有很高的量产可靠性。

以上为智融科技此套140W单口方案的待机性能测试数据，能够准确的看出此套方案的待机表现相当优秀，在264V输入下的140W应用中也能够完全满足75mW以下的待机损耗，大幅度的降低了大功率充电器产品的待机状态电量消耗，为全球能源节约和环境保护贡献一份力量。

智融科技推出的SW1108 AC-DC控制器通过有效提升转换效率和减少电磁干扰，确保了充电过程中的稳定性和安全性。结合基于SW1108设计的两款超高的性价比的全套140W快充方案，展现出其在高功率设备充电领域的强大竞争力。未来随着高功率设备的普及，这种紧凑、高效、超高的性价比的充电解决方案将极大地推动市场的发展，成为行业的最终选择。

（1）采用PFC+LLC方案来做140瓦多口输出，最大的优点是满载效率高。缺点是成本高，而且由于LLC的输出电压无法宽范围调节，且无法关断PFC独自工作，那么加上Buck后低电压输出的综合效率会低很多，同时轻载效率和待机损耗也会相对来说还是比较高。（2）采用PFC+AHB方案来做140瓦单口或者多口输出，其优点也是谐振工作，满载效率较高。同样的缺点也是没办法兼顾满载效率和PFC分档输入以及输出电压多档可选的要求，那么必然导致后级带Buck后低电压输出的综合效率较低，特别是在5V输出的轻负载待机状态。而且目前AHB方案成熟度还不是很好，开发难度较大，对工程师使用还不够友好。由于需要高低边驱动以及上下两个高压开关管和方案选择性较少的原因，整体成本也相对较高。

而智融科技采用PFC+QR的反激方案做法，此方案成熟度非常高，对工程师开发难度大幅度的降低，反激部分只需要一个高压开关管，方案综合成本低很多。另外此方案可以将ACDC输出电压根据需要调整为29V、21V和13V，从而使得后级低电压输出时的buck的效率更优，综合效率更好。而且当负载小于某些特定的程度时候，可以关断PFC独自工作，轻载效率更加高，待机损耗更低。

另外QR搭配的PFC能够使用分段的做法来逐步优化方案的整体效率。智融科技目前PFC+QR可以在满足相关EMC标准的基础上AC DC部分可以在90V做到93.3%的效率，在230V也能够达到接近95%的效率。并且整体成本相较于PFC+LLC或者PFC+AHB的方案低大概6-7块钱。