精彩问答_大大通/友尚/onsemi 在线研讨会_采用氮化镓设计高功率密度180W PD Adapter _2022.1.4

3/1 由 友尚集团和大大通举办的 线上研讨会已经已经圆满的结束啦！本场研讨会由 YSN 的陈博士 Orson 作为主讲，在 3/1 大大通线上研讨会中，Orson 博士针对 onsemi 180W PD Adapter 方案进行了设计的分享，正常研讨会内容很紧实丰富，收到了观众和客户们 120+ 的技术交流。

本方案采用NCP1616作为PFC控制器，完成交流-直流转换器，结合NCP13992作为LLC控制器，完成直流-直流转换器，并透过变压二次侧同步整流控制器NCP4318/MP6925以提高整体转换器效率。此外，该参考设计透过使用GaN transistor (GS66508B/GS-065-011-1-L-MR)缩小电路板体积、提高功率密度。

本场直播中陈博士以及其他答疑专家们跟大家互动的技术问题，我们分了几类供大家参考，大家快来看看有没有解决自己的疑问哦！

视频回放+课件下载 + 中奖名单   >>>由此去  

	电路板开槽设计，真的有效吗 ？
	有效 可以降低杂讯 。

	GaN layout有哪些要注意的地方 ? 对于EMC，影响大吗？
	友尚是 用GaN system的GaN FET， 有 Easy drive solution 可参照 。

	EMC是通过哪个等级 ？
	友尚基本是提供您platform， EMC 要根据您的实际案件做规划 。

	请问在设计时要注意哪些重点来降低EMI ？
	GaN SYSTEM， 有 easy drive solution 来解 EMIS issue 。

	电源中对电感有何要求 ？
	高频铁芯 。

	请问一下，磁放大器使用的是平面变压器吗 ？
	本方案是沿用传统绕线变压器， 非平面变压器 。

	GaN本身的Coss很小 做零电压切换的好处和用Hard switching相差多少呢 ？
	GaN Transistor 的 low Coss 可以让其做高频ZVS 切换@ no load. 另外， GaN 不建议用于Hard switching Turn on 的设计 。

	PFC和LLC是否都采用GaN设计 ？
	是 。

	请问，单独的分散式器件，目前市场上除了 GaNsystem还有哪些选择 ?
	除了 GaNsystems 之外， world wide 品牌还有Transphorm 。

	氮化镓电源的最大工作频率如何仿真？驱动电路常用拓扑有哪些 ？
	可参考原厂建议的应用手册 。

	GaN技术和SiC技术相比有啥优缺点，应用领域有什么不同 ?
	GaN 偏向高频，SiC 偏向高压 。

	当前氮化镓功率器件技术及最新创新都有哪些 ？
	Direct drive GaN transistor 是各家GaN半导体供应商的发展方向 。

	使用GaN宽禁带半导体做高功率密度电源有哪些优势 ？
	PFC 及 LLC 搭配GaN transistor 可以把切换频率提高， 达到缩小 PFC & LLC 磁性元件的尺寸 。

	请问本案例中使用GaN的导通电阻是多少 ？
	GS66508B-MR 为50mR GS-065-011-1-L为150mR 。

	GaN需要外加driver吗 ?
	GaN system 有 Easy drive solution，要外加 。

	GaN和SiC有什么区别 ？
	GaN and SiC 全部是新世代半导体， GaN 偏向高频，SiC 偏向高压 。

	氮化镓如何实现更高的能源效率 ？
	使用GaN 最大的目的是用较高的频率来设计，进而节省整个PCB 和变压器大小 。

	Gansystem 跟 Navitas 比较下的优点 ？
	GaNsystem 是单独的分散式器件， 可以搭配外部的 Easy driver 线路做+/-电压驱动; 与Navitas 内建DRIVER 的GaN器件相比， GaNsystems可以获得较小的空载损耗 。

	氮化镓GaN技术怎么实现更高的功率密度 ？
	PFC 及 LLC 搭配GaN transistor 可以把切换频率提高， 达到缩小 PFC & LLC 磁性元件的尺寸 。

	使用氮化镓的原因是什么，有别的东西能替代吗 ？
	用 GaN 目的是高频使用， 如果要用Si MOS 一般是要选快速版，但还是无法和 GaN FET 比 。

	Cascode 和Emode GaN在200W附近的应用，选择上有没有倾向性 ?
	Emode 。

	氮化镓还存在哪些优点和缺点 ？
	GaN 的设计合适在高频使用，但Llayout 要注意 。

	GaN的total solution 成本多少 ？
	目前成本架构还是远高于Cool MOSFET 。

	GaN半导体方案，在散热方面有哪些处理方式 ？
	为了高密度可使用多层板 。

	NCP1616+NCP13992相较于TEA2016的优势有哪些 ？
	Combo IC使周边零件数较少，但要调适就比较受限。相反的NCP1616+NCP13992周边零件数可能会较多，但要调适就比较容易 。

	LLC调试步骤是怎么样的 ？
	LLC 必须先OLP level(130%~150%) 先调校出来， 再去调整轻载输出纹波及空载损耗 。

	那请问相同瓦数 20V/0.2A 左右的效率是否能通过 CoC Level 6的规范 ?
	可能需要再做调适 。

	LLC中的C在电源中是否会受到温度影响到它的寿命，怎么处理 ？
	有可能选择较好品质的 C 。

	请问这颗LLC IC在开机时有无做High/low side mos开机误动作保护 ?
	有，NCP13992 开机时会自己保持always ZVS 切换 。

	NCP1616&NCP13992是否需要额外的AUX power供电，还是可以高压启动 ？
	可以高压起动不用 AUX POWER 。

	满载工作频率 大于谐振频率比较好 还是低于 ？
	稍低于谐振频率 。

	这个DEMO的谐振频率多大呢 ？
	200KHz 在重载 。

	PIn 在 230Vac， no load下可以做到多少 ?
	0.15W 。

	PFC频率范围设定多少 ？
	65KHz~130KHz 。

	LLC控制器如何调节频率的 ？
	侦测谐振电容电压 。

	NCP1616作为PFC控制器，还需要再编程吗 ？
	不用， NCP1616只有两种版本可选 。

	效率如何 ？
	PFC+LLC 搭配GaN 的高功率密度电源的效率至少>90% (使用标准型磁性元件)， 如果采用专用的磁性元件的话是可以做到 >93% 。

	半载的效率能达到多少 ？
	0.9 。

	High Line 操作下，输出 20% load， Thdi 会小于10 吗 ?
	onsemi 有NCL2801 特别针对 THD 处理的 PFC IC 。

	13992 尾码很多请问建议用哪边 搭配GaN 设计 ？
	建议依照你的电路需求来选择NCP13992的尾码，再依照估算GaN的损失选择合适的GaN 。

	变压器会有磁损的问题， 请问实际应用时会有自动补偿的功能吗 ？
	目前的IC没有这功能 。

	5V/0.75A的效率可以做到多少 ？
	目前是 20v/9A fixed output， 外接 PD daughter card， 目的是较弹性的设计，没有5v/0.75A的设计 。

	PFC控制器相比传统整流桥方案会有哪些优势 ？
	可以提高功率因数及电流总谐波失真 。

	请问输出功率<多少W时PFC会关掉 ？
	NCP1616 提供STDBY/FAULT pin ( < 0.3V 进入standby mode) ， 由LLC controller NCP13992 控制 NCP1616 PFC进出standby mode 的瓦数， 通常可以低到数瓦 。

	1616/13992/4318请问后面编码维何 ？
	主要是 保护方式和基本参数调制 。

	PFC采用什么模式 ?
	CrM ， DCM 。

	谐振频率多大呀，和使用普通MOS比较效率提高多少呢 ？
	f=150k to 250k， 比 si MOS 多1% to 2% 。

	因为有在其他功率的在出货 ?
	NCP1616 + NCP13992 目前的设计案子输出功率大约在 120W~250W为主 。

	请问输出纹波与电源芯片有多大的关连性 ？
	最大的输出电压纹波通常出现在 LLC 操作于skip mode 时， 因此与LLC IC的SKIP控制方式息息相关 。

	请问LLC做宽电压输出好做吗 ？
	LLC的增益曲线范围不宽， 对于输出电压变化范围大于两倍以上的应用，建议使用其他 topology (LCC， Active clamp FLYBACK) 或 2nd side DC/DC converter (多口 TYPE-C 应用) 。

	有别的方法做电压转换吗 ？
	选择谐振式转换器 。

	一定要变压器吗 ?
	需要用它来做电压的转换 。

	可以 support EPR ？
	不行 。

	PD新的Spec 都会到240W ，为何目前先使用到180W ，而不是直接能够支援到240W ？
	初期规划EVM时，此新240W PD规格还没有制定 。

	180W 是Total power还是单Port  ？
	180W是total power 。

	谐振频率设定在哪个范围 比较好 ？
	一般谐振频率设定100KHz左右，若使用GaN可以将谐振频率拉高至150KHz左右或更高的谐振频率 。

	请问简报提到的模拟软体是那一个软体 ?
	Simplis 。

	功率密度最好能达到多少W/cm ？
	目前180w 业界做得到的量产产品大约是 ~ 1W/c.c 左右 。

	二次测试同步整流吗 ？
	有搭配ON NCP4318同步整流IC 。

	这个谐振频率多少，效率提升明显吗 ？
	重载200KHz 效率有提升 。

	daughter card的设计是否有包含在板子上 还是要自己设计 ？
	需要自己再设计daughter card 。

	请问PFC在什么情况下关闭 ？
	Alway ON， NCP1616 也可以进入stand-by mode @ STDBY/FAULT pin < 0.3V 。

	此介绍PD专案最大就到180W吗 是否有规格 更高的瓦数 ？
	目前是没有，后续会在规划 。

	全电压范围吗？适合印规吗 ？
	本方案可以做到90VAC~265VAC 。

	这台LLC如何实现宽电压(PD)输出 ？
	采用PFC+ LLC 22V 定电压输出 ， 再搭配DC/DC converter 实现PD 不同电压之需求 。

	PWM IC适用于PD adapter上么 ?
	是 。

	请问本方案是直接用LLC做出PD ？
	目前是 20v/9A output， 外接 PD daughter card， 目的是较弹性的设计 。

	pd与qc的不同 ？
	QC快充为高通推出的Quick Charge快充技术，PD快充指的则是USB开发者联盟的Power Delivery快充技术 。

	这板子本身输出有含PD吗 ？
	PD 要外接 daughter card 。

	有针对PD3.1 搭配的线路吗 ？
	目前是 20V9A output， 要外接 daughter card 。

	PD规范20V最多5A， 要180W应该是要升压到36V ？
	没错 PD3.1需要 。

	PD 3.0 Max 100W. 本方案180W要如何运作 ？
	友尚是提供给您 20V/9A 固定电压，PD 是外接为了方便设计可以使用 PD 3.1 or PD3.0 的外接卡 。

	有支援PD3.1 28， 36， 48V输出吗 吗 ？
	友尚是提供给您 20V/9A 固定电压，PD 是外接为了方便设计可以使用 PD 3.1 的外接卡 。

	本方案是AC- DC然后加DC- DC转电压吗 ？
	是的 本方案是NCP1616(AC-DC)+NCP13992(DC-DC) 。

	180W PD 充电头满载时各个口功率如何分配 ？
	友尚是提供给您 20V/9A 固定电压，PD 是外接为了方便设计可以使用 PD 3.1 or PD3.0 的外接卡 。

	目前手机的最高充电速率也就是125W，工信部规定是不能超过多少来的，如果用这个Adapter给手机充电，是不是有点浪费 ？
	可以同时支援两只手机或一手机一平板 。

	20V/9A是特殊的规范吗 ？
	不是 。

	有车载USB PD的应用方案吗 ?
	onsemi 没有车载PD方案 。

	AC 110~220 input DC 20V/9A output 是吗 ？
	是的 。

	这个方案可以移植到工业应用么 ？
	可以的 。

	180W PD Adapter主要是给laptop用么 ？
	也可以 。

	散热设计的计算跟实际做出来的差异多少 ？
	0.3 。

	功率越高意味着功耗越高，功耗越高意味着必须具备良好的散热，请问如此密度的元器件，如何保证散热效果和连续工作功率不会自动下降 ?
	设计时提高散热裕度 。

	温度部分能比之前来的低吗 ？
	GaN transistor的温度表现， 优于传统Cool MOSFET. 。

	请问做到多少CC ？
	0.75 。

	效率如何，会热吗 ？
	效率会比一般Si MOS 多1~2% 。

	本场的资料可以下载吗 ？
	本场的资料可以通过以上链接去下载，也可以微信关注大大通微信公众号（微信名：大大通），通过微信公众号找到我们获取哦 。