隨著氮化鎵器件的普及，其高頻高效的特性，降低了開關損耗並提高了開關頻率，顯著提高了電源的轉換效率並縮小了USB PD快充體積，使常規同功率快充的體積縮減到原有的一半。同時，氮化鎵不僅可以用在USB PD快充上，還可以用在非常多的大功率電源轉換的場合。筆記本電源或者多口快充，也可以使用氮化鎵技術來降低發熱，減小體積。
英諾賽科聯合恩智浦開發了一款150W氮化鎵電源方案，這款電源使用全套恩智浦的控制器，PFC和LLC開關管使用英諾賽科的氮化鎵功率器件，輸出電壓為21.5V，可用於膝上型電腦供電或者獨立降壓的多口USB PD快充應用。電源方案的體積僅有65*55*22mm，功率密度達到1.9W/cm³，並且具有95%以上的高效率。
這款氮化鎵150W開關電源參考設計採用了PFC+LLC的電路架構，支援90-264V寬電壓輸入，空載功率小於80mW，內部採用恩智浦全套控制器方案。主動橋式整流，二合一Combo控制器和同步整流控制器全部來自恩智浦，PFC升壓開關管和LLC開關管採用英諾賽科的氮化鎵開關器件。
實測這款150W氮化鎵電源參考設計滿載輸出效率，在115Vac輸入時，轉換效率高於94%，230Vac輸入時，轉換效率高於95%。在230Vac輸入下的空載損耗小於100mW。
一、150W氮化鎵電源參考設計外觀
從正面可以看出，這款150W參考設計採用了4塊小板垂直焊接在大板上的方式，增加電路板可用面積，提高空間利用率。四塊小板分別是主動橋式整流，PFC開關管，LLC開關管和同步整流，穿插在PFC升壓電感和LLC變壓器之間。
由於使用多塊小板焊接，以及使用了高整合度的恩智浦PFC+LLC二合一控制器，這款150W參考設計的電路元件非常精簡，大幅降低了電源方案除錯生產工序。
使用遊標卡尺實測電路板長度約為65mm。
使用遊標卡尺實測電路板寬度約為55mm。
使用遊標卡尺實測電路板高度為19.32mm。
重量為100.7g。
二、150W氮化鎵電源參考設計電路解析
這款150W氮化鎵電源，在初級使用了主動整流，以降低整流管壓降帶來的損耗。使用TEA2206T主動整流控制器+TEA2017AAT PFC+LLC控制器+TEA2095T同步整流控制器的全套恩智浦電源方案，搭配英諾賽科新款INN650DA260A氮化鎵器件，採用DFN5*6封裝，實現高效能小體積的150W開關電源設計。
開關電源輸入採用主動整流橋設計，以降低整流橋壓降帶來的損耗。使用主動整流，還免去了傳統整流橋的散熱要求，使電源的設計更加緊湊。
恩智浦TEA2206T是一種有源橋式整流器控制器，適用於採用MOSFET代替傳統二極體橋中的兩個低邊二極體。透過把TEA2206T與低導阻高壓外接MOSFET配合使用，可顯著提高功率轉換器的效率，因為典型的整流二極體正向傳導損耗降低了50%。
電源內部採用恩智浦TEA2017控制器，這是一顆集成了多模式PFC和數字配置的LLC二合一的控制器，將兩顆晶片整合在一起，可以同時輸出PFC和LLC驅動訊號，無需傳統獨立的兩顆晶片。
恩智浦TEA2017AAT是一款數字化可配置LLC和PFC組合控制器，用於高效諧振電源。它包括LLC和PFC控制器功能。PFC經配置可在DCM/QR、CCM固定頻率或支援所有操作模式的多模式下執行，最佳化PFC效率。TEA2017AAT能夠構建一個完整的諧振電源，電源設計簡便，元件數量少。TEA2017AAT採用小型窄條SO16封裝。
TEA2017AAT數字架構基於高速可配置硬體狀態機，確保可靠性、實時性。在電源開發過程中，LLC和PFC控制器的多種操作和保護設定都可以透過向裝置載入新設定來進行調整，以滿足特定的應用要求。專有TEA2017AAT配置內容未經授權無法複製，配置安全得以保證。
與傳統的諧振拓撲相比，TEA2017AAT由於採用LLC低功耗模式，在低負載時表現出非常高的效率。此模式在連續切換(也稱為大功率模式)和間歇模式之間的功率區域內執行。
PFC升壓開關管採用兩顆英諾賽科 INN650DA260A並聯。
LLC開關管採用兩顆英諾賽科 INN650DA260A組成半橋，PFC開關管和LLC開關管均由TEA2017AAT控制。
英諾賽科INN650DA260A是一顆650V耐壓的增強型氮化鎵開關管，採用DFN5*6封裝，瞬態耐壓可達800V，支援超高的開關頻率，無反向恢復電荷，具有極低的柵極電荷和輸出電荷，符合JEDEC標準的工業應用要求，內建ESD保護，符合RoHS、無鉛、歐盟REACH法規。
英諾賽科INN650DA260A導阻典型值為260mΩ，支援開爾文源極，柵極驅動電壓6V，支援7V耐壓，最高可承受-20V到10V的脈衝。可用於65-120W的反激架構介面卡，120-200W的PFC、LLC架構介面卡。
次級同步整流控制器採用恩智浦TEA2095T進行同步整流控制，內建兩個驅動器，可以同時驅動兩個同步整流管，並支援獨立工作。
TEA2095T/TE是一款開關模式電源用的高效能同步整流器(SR)控制器IC。同步整流控制器採用自適應柵極驅動方法，可在任何負載下節省最大能量。提高輕載效率，TEA2095T/TE可在90μA的條件下以-25 mV的穩壓水平工作，從而優化了與低導阻MOSFET配合使用。
透過使用恩智浦高整合的電源方案，搭配英諾賽科的氮化鎵器件，兩者的效能得到充分發揮，實現了緊湊可靠高效率的開關電源設計。主動橋式整流，可將傳統整流橋的傳導損耗降低一半，從而減小整流橋的散熱設計。使用LLC拓撲能夠有效減小初級開關管的開關損耗，提高轉換效率。輸出使用同步整流，有效降低傳統二極體壓降損耗，配合緊湊的電源設計，實現高效率，小體積的氮化鎵電源方案設計。
恩智浦是一家領先的綜合性半導體公司，其產品應用非常廣泛，產品涵蓋安全互聯汽車、移動裝置、工業物聯網、智慧城市、智慧家居、通訊基礎設施等市場與應用領域。恩智浦比較聞名的是汽車領域，推動安全互聯應用的創新。同時恩智浦旗下也有著豐富的晶片產品線，本次介紹的電源參考設計的全部控制器方案都是來自恩智浦半導體。
英諾賽科是全球領先的矽基氮化鎵IDM企業，當前出貨量已突破4000萬顆，其中應用於快充的高壓器件已經被聯想、努比亞、魅族、ANKER、綠聯、倍思、品勝、MOMAX、ROCK、REMAX、QCY、Lapo、tegic 等多家知名品牌和廠商的上百款產品所採用，市場前景非常廣闊。
充電頭網總結
隨著手機快充大面積使用氮化鎵，氮化鎵高頻高效的優勢充分發揮出來。英諾賽科將氮化鎵技術引入到固定電壓的介面卡中，可滿足膝上型電腦，電動腳踏車充電等多種需求。透過減小充電器體積，方便出行攜帶。
恩智浦全套的現代化高效電源解決方案，不僅外圍元件精簡，功能全面，搭載數字化控制核心，簡化電源的開發難度。同時晶片內建完善的保護功能，能夠最大限度的提高可靠性。高可靠性的電源晶片與高效能氮化鎵器件聯合，將成為高品質電源的首選。
