RAVPower公司的RP-PC104-W氮化镓45w USB C电源输送充电器内置NavitasgydF4y2Ba

发布时间:2019年2月7日gydF4y2Ba
特约作者:Sinjin dixun - warren,博士gydF4y2Ba

RAVPower RP-PC104 USB-C充电器gydF4y2Ba

图1 - RAVPower RP-PC104 USB-C充电器gydF4y2Ba

一个用于650 V.氮化镓(GaN)功率高电子迁移率晶体管(HEMT)的主要新兴的应用很可能是紧凑的,移动的,USB-C快速充电器。在互联网上搜索“氮化镓笔记本电脑充电器”表示,一些企业瞄准这一市场,包括RAVPower,安克,FINsix并取得记(穆一)。所述RAVPower RP-PC104 USB-C充电器,如图1所示,目前在批量生产。gydF4y2Ba

近年来,氮化镓一直是电力电子研究和开发的主要焦点。这是由于物理性质,理论上允许GaN晶体管超过性能规格的硅功率MOSFET,在击穿电压,通态电阻(RgydF4y2BaDS,ONgydF4y2Ba,栅电容(QgydF4y2BaggydF4y2Ba)和其他性能参数。主要的挑战一直是以合理的价格获得高质量的氮化镓基质。大块氮化镓晶片非常昂贵,并且只能在直径2英寸的范围内获得。氮化镓外延层可以在碳化硅(SiC)上生长,但成本较高。gydF4y2Ba

最近,已经成为可能生长在Si衬底上器件质量GaN,这允许横向晶体管结构的形成,但不能用于垂直晶体管。上GaN Si中的合理的成本的可用性已在市场尤其具有破坏性的,因为它使得能够使用用于处理上GaN的Si晶片常规的硅处理工具。gydF4y2Ba

2016年,Chipworks(现更名为TechInsights)分析了gydF4y2BaAvogy Zolt笔记本电脑充电器gydF4y2Ba,这是在当时认为是基于GaN技术。令我们惊讶的是,我们发现Zolt可能包含由Cree制造的SiC晶片。随后PntPower.com博客讨论gydF4y2Ba4个原因Avogy和Finsix把碳化硅在他们的充电器gydF4y2Ba。从本质上讲,虽然氮化镓在理论上比碳化硅更好,但在2016年,可靠的600v氮化镓技术还没有批量生产。虽然SiC更贵,但它是可用的,并且可以工作,而且它是当时建造一个工作紧凑的充电器的最佳选择。据PntPower.com报道,FINsix也在他们的飞镖充电器中使用了SiC。gydF4y2Ba

RAVPower RP-PC104 USB-C充电器主PCBgydF4y2Ba

图2 - RAVPower RP-PC104 USB-C充电器主PCBgydF4y2Ba

RAVPower RP-PC104-W充电器gydF4y2Ba

TechInsights的最近采购的RAVPower RP-PC104-W充电器。我们的拆解已经发现,包含GaN系2纳维NV6115功率IC的,由图2中的黄色盒,其被安装到主PCB指示。这是在我们的实验室分析的第一个商业产品,是已知含有GaN功率技术。根据数据表的NV6115是650 V. GaNFast电源IC,170毫欧řgydF4y2BaDS,ONgydF4y2Ba和2MHz运行频率。gydF4y2Ba

表1给出了设计中标发现RAVPower RP-PC104-W内的完整列表。除了这些IC是在RP-PC104-W包含几个大型电容器和电感器。gydF4y2Ba

生产商名称gydF4y2Ba 零件号gydF4y2Ba 设备类型gydF4y2Ba
Navitas半导体gydF4y2Ba NV6115gydF4y2Ba GaN功率ICgydF4y2Ba
二极管公司gydF4y2Ba MSB30MgydF4y2Ba 功率整流器gydF4y2Ba
先锋国际gydF4y2Ba VS3506AEgydF4y2Ba P沟道FETgydF4y2Ba
Silicon Laboratories公司gydF4y2Ba Si8610BB-B-ISgydF4y2Ba 数字隔离器gydF4y2Ba
永光gydF4y2Ba EL1018-GgydF4y2Ba 光耦合器gydF4y2Ba
德州仪器公司gydF4y2Ba UCC28780RTEgydF4y2Ba UCC28780高频有源箝位反激控制器gydF4y2Ba
英飞凌gydF4y2Ba BSC098N10NS5gydF4y2Ba 功率MOSFETgydF4y2Ba
Weltrend半导体gydF4y2Ba WT6615FgydF4y2Ba USB电力输送(PD)控制器gydF4y2Ba

表1 - RAVPower RP-PC104设计胜出gydF4y2Ba

纳维NV6115包顶级gydF4y2Ba

图3 - Navitas NV6115包顶部gydF4y2Ba

纳维NV6115包装袋的底部gydF4y2Ba

图4 - Navitas NV6115包底部gydF4y2Ba

Navitas NV6115包装gydF4y2Ba

Navitas NV6115具有一个5.0 mm x 6.0 mm x 0.85 mm厚的四方平板无铅(QFN)封装,如图3所示。封装的背面显示了一个大的源极和漏极端子,加上单独的电源(VDD)引脚,地(VCC),脉冲宽度调制输入(PWM)和VDD设置电压(DZ),如图4所示。gydF4y2Ba

纳维NV6115包X射线gydF4y2Ba

图5 - 纳维NV6115包X射线gydF4y2Ba

图5是Navitas NV6115的顶部侧面平面图x光片。源和漏引脚连接是用多根导线连接GaN模具。VCC接地,PWM, VDD电源和DZ连接是电线粘结到模具与单一电线。gydF4y2Ba

纳维NV6S006 R00模具gydF4y2Ba

图6 - Navitas NV6S006 R00模具gydF4y2Ba

图6显示了在Navitas NV6115包内发现的GaN-on-Si模具的高分辨率照片,带有NV6S006 R00模具标记。模具的中心部分包含高电子迁移率晶体管(HEMT)门阵列。gydF4y2Ba

Navitas NV6S006 R00模具一般结构gydF4y2Ba

图7 - Navitas NV6S006 R00模具总体结构gydF4y2Ba

在我们的实验室对NV6S006 R00模具进行了截面分析。图7显示了模具的总体结构,在GaN-on-Si衬底上形成了两层铝互连金属。金属0层用于形成晶体管源、漏极连接和栅极。另一金属层用于形成从栅极延伸到晶体管漏极连接的金属屏蔽。gydF4y2Ba

TechInsights最近刚刚完成gydF4y2Ba相关Navitas设备的分析gydF4y2Ba中,NV6117,附带相同的5×6mm的QFN封装,但设有一个下部120毫欧gydF4y2BaRDS,gydF4y2Ba。该设备的详细分析可通过TechInsights获得gydF4y2Ba功率半导体元件订阅gydF4y2Ba。我们的分析发现,NV6117的die具有基于血的控制电路。Navitas声称是第一个将逻辑、模拟和电源集成到单一GaN IC上的GaN电源IC推向市场。gydF4y2Ba

这UBS-C充电器Navitas教育市场渗透战略的一个典型例子。他们设计的GaN芯片与驱动程序,一些控制,但主要是保护系统的集成使他们的设备易于集成。售后市场消费电源厂商不具备的功率电子设计师的军队了。该转换器具有一个相当标准的拓扑结构并没有在过去的5年多的发展。制造商将需要招募新的人才工程,以重建一个电源转换器的设计工作队,并能够快速释放基于GaN的电源。纳维教育已经很好地理解的情况,所以他们提出了一个完整的应用程序设计,愿与很少或没有调整实现。The Active Clamp Flyback is part of the design they have proposed, and it has probably been sold to several consumer power supply makers like Anker, Aukey, Made in Mind, etc. Navitas facilitates the designer’s job as much as possible, enabling them to sell their products. It seems to be a winning strategy to kickstart GaN production and Navitas revenues.

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TechInsights的在这篇文章中引用的RAVPower RP-PC104 USB-C充电器的全面分析已包含在我们的新型功率半导体订阅。gydF4y2Ba

本订阅的目的是提供我们对电力半导体市场新技术的分析,包括GaN, SiC,加上Si MOSFET和IGBT器件。它还包括我们的BCD技术报告库。gydF4y2Ba

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