大功率电源设计新选择，四大厂商推出5款AHB控制器芯片
来源:充电头网发布时间:2023-09-114884浏览
询问 AI近年得益于全新氮化镓、碳化硅技术在各方面高度关注下，快充产业发展迅猛，快充产品总体呈现出多功能、多接口、大功率、小体积的发展趋势。此外USB PD3.1快充标准将快充功率上限提升至240W极大扩展了快充应用范围，以及苹果140W PD3.1快充商用催生的第三方市场，也都为百瓦级及以上快充市场发展持续注入动力。
在大功率电源设计上，目前LLC和AHB是业内两种比较主流的拓扑结构。虽说两种拓扑结构出现的也都比较早，但相较LLC架构来说，AHB架构进入消费类电源领域在时间上还是晚了一些。不过凭借在成本、设计难度等方面的优势，AHB架构很快获得行业的高度关注。
什么是AHB控制器
AHB是 Asymmerical Half-Bridge 非对称半桥的缩写，AHB控制器即是通过使用两颗开关管组成半桥结构，使用电容与变压器初级线圈串联，共同储能，并通过新增的开关管，将电容能量通过变压器传递到次级的器件。
相比传统反激将变压器漏感能量作为发热消耗，AHB控制器不仅实现了漏感能量的回收利用，还实现了主开关管零电压开通以及同步整流管零电流关断，减小了开关损耗，同时也减小发热。
AHB拓扑的特点及优势
AHB拓扑不对称半桥里面的变压器励磁电感和谐振电容器均参与存储能量，与反激式转换器相比，会缩小部分体积；AHB结合了反激变换器及不对称半桥的优点，利用励磁电流实现开关管ZVS的同时，利用谐振电流实现了次级整流二极管ZCS；AHB适合宽电压输出，相比LLC拓扑，在PD快充等输出电压变化范围宽的应用优势巨大，成本优势大；AHB开关频率限制在相对较小范围，对EMI滤波器的设计十分有益；AHB是适合应用于高功率密度和具有成本效益的拓扑。
AHB架构相比LLC架构，有如下优点。第一，AHB架构的二次侧为单功率器件拓扑，可以有效降低系统成本；第二，AHB架构的二次侧整流管电压应力远小于传统反激架构，可以采用耐压更低的MOS管作为整流管，极大的降低了系统成本和调试难度，尤其适用在PD快充等需要高输出电压的应用场景。第三，AHB架构中，变压器和谐振电容共同储能，变压器体积可以有效减小。
正是基于AHB拓扑的上述特点及优势，使其能够应用在很多的单口/多口应用、PD3.1快充上，并且目前获得来自行业的高度关注。据充电头网不完全统计，目前东科、英飞凌、杰华特、昂宝、立錡、通嘉等业内知名厂商已经或即将推出全新的AHB控制器产品，下面就一起来详细了解下。
排名不分先后，按企业英文首字母排序。
DK东科
DK8710Q
DK8710Q是东科半导体推出的业界首款AHB合封氮化镓芯片，内部集成了两颗氮化镓开关管组成半桥，通过控制增添的开关管，回收漏感能量，实现主开关管的ZVS和同步整流管的ZCS，提高转换效率，并降低功率管的应力，减小开关损耗的同时改善电磁干扰。
DK8710Q内置高压启动和安规X2电容放电电路，待机功耗低于50mW，支持最高1MHz开关频率，具备自适应死区时间控制，峰值转换效率达95%。芯片内置高低压输入功率补偿电路，在高低压下最大输出功率一致。
DK8710Q内置输出过压保护、供电过压，欠压保护、过热保护、开环保护，输出过流保护、输出短路保护和输出肖特基异常保护。芯片支持150W输出功率，可满足现阶段USB PD3.1 充电器 140W输出需求。适用于PD3.1快充以及笔记本电脑适配器，电视机电源，充电器等大功率应用。DK8710Q采用QFN8*8封装，体积小巧且外围元件精简，散热能力强。
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Infineon英飞凌
XDPS2201
英飞凌XDPSS2201是一颗数字混合反激控制器，内部集成600V高压启动电路和高低侧MOS驱动。XDPSS2201可自家搭配IGI60F1414A1L半桥氮化镓芯片使用，为客户提供高集成度、高效、高性能、低温升的氮化镓快充解决方案。
XDPSS2201采用峰值电流模式控制，用于快速的负载响应。基于输出电流水平自动切换到突发模式运行，支持初级侧过电压保护，待机功耗＜75mW，可通过单引脚UART界面配置参数，采用PG-DSO-14封装，外围元件精简。
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应用案例：
JOULWATT杰华特
JW1556
杰华特JW1556是一款非对称半桥反激式控制器，采用QFN4x4-20封装，适用于离线反激式转换器应用。输入电压范围 2.5-38V，最高工作频率达1.5MHz，支持65-300W快充应用。
杰华特JW1556在重负载下工作在ZVS模式，支持Adaptive ZVS 开关，实现效率最优化。在轻负载下工作在DCM模式，可提供主电源开关和辅助开关两路输出控制，支持高压启动、X电容放电、突发模式控制、可调线路补偿等功能。
JW1556 可通过单个外置电阻设置工作频率，外围简洁，设计简单。芯片内置软启动功能，支持VIN OVP、VS OVP、SCP、Brown-In/Out、OTP、CS开路和短路保护等多重保护措施，提高电源系统的可靠性。
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应用案例：
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JW1556B
JW1556B是杰华特针对peak load（峰值功率）优化的型号，支持0-38V更宽输入电压范围，应用在需要1-2倍峰值功率的PC笔记本市场。
杰华特JW1556B很多关键特性与JW1556相同，如采用QFN4x4-20封装，最高工作频率同样是1.5MHz，支持支持高压启动、X电容放电、突发模式控制、可调线路补偿等功能。
应用案例：
1、拆解报告：联想拯救者140W PD3.1氮化镓快充充电器
Leadtrend通嘉
LD5780
充电头网从厂商那边了解到，通嘉科技的AHB控制器型号为LD5780，预计于23年下半年推出，届时充电头网将会对通嘉科技的这款器件进行详细介绍，敬请期待。
On-Bright昂宝
OB2792
昂宝 OB2792是一颗AHB控制器，用于零电压开关谐振，正常工作情况下，高侧充电周期为常规峰值电流控制，低侧开通周期由内部自适应控制环路调节。重载下，芯片在连续谐振模式下运行，轻载时进入频率折返模式，实现零电压开关，降低开关损耗。
OB2792支持过压保护，欠压保护，过流保护，开环保护，X电容放电保护，内部和外部过热保护。OB2792旨在提供高效可靠的开关电源解决方案，适用于90W以上的应用场合。
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Richtek立錡
RT7795
在今年的2023终端融合快充（UFCS）主体演讲上，立錡科技介绍了公司最新推出的RT7795 AHB控制器产品，适用于大功率氮化镓快充电源设计。RT7795预计于今年第四季度实现量产，届时充电头网再对这款产品进行详细介绍，敬请期待。
充电头网总结
新USB PD3.1快充标准功率上限的提升扩大快充应用场景，苹果推出支持140W快充的MacBook Pro，越来越多的用户对多设备同时大功率快充产生需求，大功率快充技术因市场需求的不断刺激得以革新发展。
AHB拓扑在大功率电源设计上可以降低电路难度、系统成本更低，并且体积功率密度可以做得更优，这无论是对工程师还是消费者来说都会更友好。和LLC拓扑相比，AHB拓扑在日渐严苛的设计要求下可以说是对前者的弥补，让大功率电源设计有更多选择余地。
AHB拓扑成功商用并获得关注，充分证明了其性能及优点，为大功率电源设计提供了全新选择。同时以东科、英飞凌等厂商为代表率先推出AHB控制器产品，不仅丰富了这一新兴拓扑方案上的可选性，同时对大功率电源市场的发展也起到积极推动作用。
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