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西安寬禁帶半導體應用研究中心近日發布了60W超小體積 GaN PD適配器DEMO，宣稱該適配器DEMO是目前市面上最小方形結構的PD充電器產品，該產品如果能得到產品化推廣，會給終端客戶攜帶帶來極大的便利。西安功率器件測試應用中心作為第三方機構，帶大家一起來看看西安寬禁帶半導體應用研究中心該款60W PD適配器DEMO性能到底如何。

“西安寬禁帶半導體應用研究中心”是坐落于西安環普高新科技產業園的一家民營高科技研發型企業，該公司致力于新型半導體技術的應用推廣，旨在加速國產SiC、GaN技術的應用進程，推進國內寬禁帶半導體行業的發展，讓國產的寬禁帶功率器件快速在電力電子行業得到普及推廣。從拿到的樣品來看，“西安寬禁帶半導體應用研究中心”該款 PD適配器DEMO確實是目前市場同規格最小體積的方形結構適配器，DEMO裸板長為43mm,寬同樣也是43mm，厚度僅為21mm，對其DEMO板上所有物料進行觀察，發現該板確實如其宣稱的一樣，整個DEMO板上從控制器件、功率器件再到阻容器件，所有物料均出自國內自主品牌，是一顆真真正正的中國芯產品。該適配器DEMO樣板一共由三塊PCB組合而成，分別是高壓輸入端的EMI電路PCB、低壓輸出協議PCB、主控及功率板PCB，樣品外觀如下圖所示。 

“西安寬禁帶半導體應用研究中心”該款60W GaN PD 適配器的控制芯片來自于西安本土企業“陜西亞成微電子股份有限公司”?！瓣兾鱽喅晌㈦娮庸煞萦邢薰尽笔菄鴥戎母吖β拭芏入娫葱酒?，其在全球率先發布了適用于適配器的 GaN 驅動專用芯片RM6801SN，“西安寬禁帶半導體應用研究中心”該款PD 適配器DEMO即采用的是亞成微電子的RM6801SN，RM6801SN是一種低成本針對GaN設計的ZVS驅動器，可直接驅動GaN器件，無需外圍驅動電路，整體電路結構簡單。通過輔助繞組實現的ZVS功能可有效降低功率器件在開通時的開關損耗，提升系統效率，相比目前市面上應用較多的單一的QR控制模式，有極大優勢。 

RM6801SN主控IC外觀圖

RM6801SN ZVS的實現方式是通過VCC繞組電容實現變壓器反向勵磁，產生負向電流，實現主MOS管的結電容放電，從而實現ZVS，該方式較英飛凌通過變壓器專門增加一個繞組的方式實現ZVS的方式電路更加簡單,不需要增加單獨的變壓器繞組；較TI的ACF方式實現ZVS的方式，電路結構大大縮減，成本也較ACT要低的多，因此該芯片非常適合手機、平板等消費類的PD電源使用。

實現ZVS時主開關管VDS波形

該適配器DEMO主功率開關器件來自國內GaN器件龍頭企業“英諾賽科科技有限公司”，型號為INN650D02，INN650D02是一顆經過市場驗證的可靠性極高的GaN器件，內阻僅為200mΩ，其封裝為DFN8*8，是英諾賽科針對PD市場推出的GaN器件。該器件同時還在努比亞65W USB PD氘鋒氮化鎵快速充電器、飛頻65W USB PD氮化鎵充電器、魅族65W氮化鎵充電器、ROCK 65W 2C1A氮化鎵快充充電器等多款PD產品采用。

主功率開關外觀圖

協議IC采用國內高性能模擬和混合集成電路供應商“深圳慧能泰半導體科技有限公司”  的HUSB350，HUSB350通過了PD3.0 PPS認證，支持USB3.0和USBType-C1.2標準，內部集成了恒壓補償環路和橫流補償環路，適用于1C,1C+1A，2C，2C+1A，1C+2A等多種結構，本次DEMO輸出為1C口，從協議測試結果可以看出，該DEMO支持PD3.0、APPLE 5V 2.4A、BC1.2 DCP 5V 1.5A、QC2.0 5V 9V 12V、SAMSUNG AFC 9V、HUAWEI FCP 5V 9V等協議，可對支持相關協議的所有手機及平板電腦進行充電。 

協議測試

該適配器DEMO板上的同步整流MOSFET采用了“西安芯派電子科技有限公司”的 SW069R10VS， SW069R10VS是一顆SGT 工藝的低壓MOSFET ，其內阻為7.1mΩ，耐壓為100V，開關損耗小，導通內阻低，可以有效的提升PD適配器的效率，是芯派科技專門針對PD方向應用推出的一顆SGT低壓MOSFET，其規格參數入下圖所示。

同步整流MOSFET外觀圖

在協議輸出端口，同樣使用了“西安芯派電子科技有限公司”一顆P-MOS，型號為SW15P03，其內阻為10mΩ，該顆MOS在PD市場也得到廣泛的應用，其規格參數如下圖所示。

協議開關SW15P03外觀圖

通過對該DEMO板的測試，發現其滿載最優效率點出現在230V輸入，20V滿載輸出時，其最優效率為94%。滿載最差效率點出現在264V輸入，5V滿載輸出時，效率為89.3%。整個適配器在全電壓輸入、全負載輸出段效率一致性較高，綜合性能極優。

最優效率點測試

通過對”西安寬禁帶半導體應用研究中心“該款 60W GaN 單C口 PD DEMO的測試發現，該被測DEMO綜合性能較優，體積極小，后期該DEMO如進行商業化推廣后，可大大降低了消費者PD快充的體積，提升快充效率，節約電能，使終端客戶獲得極佳的應用體驗，對于該產品的市場化我們翹楚以盼。