前言
過去幾年,智融科技推出的多款可用于氮化鎵充電器的協議降壓二合一芯片,在車充和氮化鎵快充中應用極其廣泛。近日,智融科技發布了全新的AC-DC產品,用于氮化鎵開關管的初級主控芯片SW1106,支持直驅增強型氮化鎵開關管,進一步完善氮化鎵快充產品線,致力于推出一站式氮化鎵快充電源解決方案。
而充電頭網也是第一時間拿到這款搭載智融SW1106 65W氮化鎵模塊,將從外觀、兼容性以及充電全程等等方面著手進行這款產品的測試,下面就跟隨充電頭網一起來看看吧。
產品介紹
話不多說,先看產品。
PCB板背面設有整流橋、開關電源初次級芯片、降壓協議IC等器件,初次級分界明顯。
初級主控芯片來自智融,型號為SW1106,是一顆支持增強型氮化鎵開關管直驅的高頻反激準諧振控制器,芯片內部集成氮化鎵驅動器,驅動電壓為6V,可直接驅動增強型氮化鎵開關管。?
可以了解到,智融SW1106采用SSOP10封裝,支持氮化鎵快充,充電器以及開關電源應用;可實現氮化鎵控制器的國產化替代。?
與SW1106搭配的氮化鎵開關管是英諾賽科INNO 650D150A,這是一顆耐壓650V的增強型氮化鎵高壓單管,瞬態耐壓750V,導阻150mΩ,采用DFN8*8封裝。
這款充電模塊采用智融發布的SW2325協議芯片,可支持3-30V超寬輸入電壓范圍;支持光耦反饋,FB反饋和I2C反饋三種調壓方式,以及二次開發。
此外,智融SW2325集成USB?Type-C接口邏輯,USB PD PHY,VOOC/SCP PHY 以及 QC/PE/SFCP/TCN等快充協議的檢測電路,并集成光耦反饋和 FB 反饋驅動電路、NMOS和PMOS驅動電路以及CV/CC控制環路;此外,SW2325還是一顆支持融合快充規范的協議芯片。
模塊正面高壓濾波電容垂直焊接在副PCB板上,而副PCB板焊接在主PCB板上;其中還套有黃色膠套絕緣保護,中心區域焊接平面變壓器。
智融SW1106模塊高度約為24.71mm。
智融SW1106模塊長度約為49.46mm。
智融SW1106模塊寬度約為26.91mm。
智融SW1106模塊重量約為45.6g。
智融SW1106模塊橫截面積約與第五套1元硬幣面積相差不大。
充電全程測試
針對智融SW1106 65W氮化鎵模塊的充電全程測試,本次測試選用的MacBook?Air M2,因為MacBook Pro 16可附贈65W充電器,表明可支持65W充電,為其充電可以最大程度發揮出智融氮化鎵模塊的性能,下圖是實測數據。
這是使用智融SW1106 65W氮化鎵模塊充MacBook Air M2的數據變化全程圖,整個過程大致分為4個階段,最高功率為62.1W。測試的前30分鐘,一直維持60W-63W的充電功率;最終于1小時50分鐘左右充電結束。
將充電全程繪制成曲線圖,可以看出智融SW1106 65W氮化鎵模塊為MacBook Air M2半小時充電51%,一小時充電83%,完全充滿需要1小時46分鐘。
轉換效率測試
充電器本質上是一種轉換設備,過程中會有損耗,以熱量的形式散發出來。我們平時看充電器上面的參數輸出100W或者65W是充電器可以為設備提供的最大輸出功率,但充電器從插座上汲取的功率往往要更大一些,下面是充電模塊的各檔位電壓,在110V~230V(大致范圍)交流輸入情況下分別進行了轉換效率測試,測試結果如下。
230V 電壓下,將充電器在各個電壓檔位的輸出功率拉滿進行測試:兩個檔位測得插線板AC端輸入功率和USB端輸出功率,通過計算,可得充電模塊的各個檔位下的平均轉換效率為88.39%到91.15%不等。
115V 電壓下,充電模塊各個檔位下的平均轉換效率從90.72%到92.93%不等。
小結
轉換效率可以反應出充電器的質量,從數據上來看百分比自然是越高越好。從上面的測試數據可以看出,充電模塊整體的轉換效率在90%左右,處于目前充電轉換效率的第一梯隊水準。
應力測試
測試條件為90V輸入,20V3.25A滿載輸出;從測試結果可以看到,開關管峰值VDS電壓約為316V。
測試條件為115V輸入,20V3.25A滿載輸出;從測試結果可以看到,開關管峰值VDS電壓約為340V。
測試條件為230V輸入,20V3.25A滿載輸出;從測試結果可以看到,開關管峰值VDS電壓約為504V。
測試條件為264V輸入,20V3.25A滿載輸出;從測試結果可以看到,開關管峰值VDS電壓約為552V,裕量充足。
溫度測試
前面提到充電器工作時會涉及到效率轉換的問題,其中的損耗電量絕大多數以熱量散發,所以充電器長時間工作的發熱情況也是測試的重要一環。讓充電模塊以20V3.25A 65W的功率持續輸出一小時,采集充電器表面溫度,實驗全程將充電器置于25°C恒溫箱當中。
首先來看看在 230V 的電壓環境下,充電器的溫度表現。
使用熱成像儀拍攝充電模塊表面的SW1106芯片最高溫度為77.5℃,SW2325芯片最高溫度為84.2℃。
再看看 115V 的市電環境下,充電器的溫度表現。
使用熱成像儀拍攝充電模塊SW1106芯片最高溫度為84.2℃,SW2325芯片最高溫度為84.8℃。
協議測試
除標注支持PD協議外,測試充電器完整的快充協議,用戶可以根據具體的協議來匹配輸出設備,從而獲得更好的快充體驗。
使用POWER-Z KM002C測得USB-C端口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、QC5、PD3.0、PPS和UFCS融合協議等快充協議,已經搭載國內的融合快充協議,兼容性方面或更為出色。
PDO報文方面,USB-C端口具有5V3A,9V3A、12V3A、15V3A和20V3A五組固定電壓檔位;以及3.3-21V3A一組PPS電壓檔位。
充電兼容測試
充電測試環節可以清楚的得知充電器為各個設備的充電情況,充電頭網會使用數十款設備搭配充電器進行測試,為讀者呈現真實的測試數據。
智融SW1106模塊為紅魔7S手機充電,功率為16.58V 2.98A 49.47W,可以輕松滿足紅魔7S的快充需求。
智融SW1106模塊為Switch主機充電,功率為15.06V 0.48A 7.21W。
得益于USB PD快充與USB-C物理接口的大范圍普及,充電頭網入手的這臺米家手槍鉆就配備了USB-C的充電接口,并支持USB PD快充協議,使用智融SW1106模塊的USB-C為米家手槍鉆充電,功率為9.11V 0.66A 6.02W。
將兼容性數據匯總,可以看到,能夠給紅魔7S、黑鯊5 Pro以及Redmi K50電競版等很多機型開啟高壓PPS快充,功率可以接近50W。值得一提的是,華為手機握手的是高壓快充協議,功率同樣可以到20W以上,電壓是8-9V的程度。另外還可以為筆記本電腦開啟60W PD快充。得益于15V3A PDO的支持,同時也能夠為Switch開啟TV模式。
將數據轉換成柱狀圖,可以清楚地看到各個設備之間的功率大小,排在前面的是支持60W快充的筆記本電腦,功率在50W以上,接近60W。隨后是幾臺游戲手機,由于握手了15V3A的PPS快充,所以功率也非常大,在40W左右的程度。后面大部分手機的表現都在20W左右,屬于常規表現。
充電頭網總結
這款智融SW1106 65W氮化鎵模塊從外觀構造上雖大同小異,但其實內部濾波電容、降壓以及協議芯片設計完整。在兼容性方面,面對主流手機、平板等設備,具備PD3.0、UFCS融合快充協議,實測不同型號手機的充電功率基本能在45W左右;并且為目前最新推出的MacBook Air M2進行充電測試,實測充電功率基本維持在60W左右,用時需要1小時46分鐘,性能平緩穩定,與Apple原裝65W充電器的充電體驗相當。
對于電源廠商來說,這款智融SW1106 65W氮化鎵模塊具有良好的兼容性,高度集成的芯片設計同樣實現了精簡的外圍電路,僅需搭配幾顆降壓MOS和VBUS開關管,減少PCB板占板面積;并且可快速開發出體積小巧的氮化鎵充電器產品,縮短開發周期,并且在日常使用上同樣能滿足用戶的充電需求。