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PD65W双面板氮化镓电源方案Demo测试报告,主芯片LP8842+LP35118V
类别:产品新闻 发布时间:2026-04-09 11:56:18 浏览人数:14932

LP8842-Demo1是一款面向65W PD快充市场的氮化镓电源解决方案,采用LP8842主控芯片搭配LP35118V同步整流芯片的双芯片架构。该方案主打"双面板"设计——即采用FR-4双面板工艺,在保证性能的同时有效降低PCB制造成本,适合大规模量产。

核心规格:


    输入电压:90-264Vac全电压范围
    输出规格:5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/3.25A(65W Max)
    拓扑结构:QR(准谐振)反激+氮化镓功率器件
    协议支持:PD3.0(HUSB350协议芯片)


硬件架构解析


1. 主控与功率器件


位号型号功能说明
U2LP8842PWM主控芯片,SOIC-9封装,集成高压启动、X电容放电
U3LP35118V同步整流控制器,SOT-6封装
Q3XG65T125HS2A氮化镓功率管,650V/120mΩ,DFN8×8封装
Q2HGN093N12SL同步整流MOS,120V/9.3mΩ


LP8842作为芯茂微的QR控制器,支持谷底锁定技术,搭配氮化镓器件可实现高频化设计(实测工作频率约55-107kHz),从而缩小磁性元件体积。

2. 变压器工艺


变压器采用ATQ2516磁芯(Ae=117.7mm²),绕组结构采用三明治绕法:


绕组线径圈数绕法
N1(初级)2UEW-F Φ0.1×15P13Ts顺绕
N2(屏蔽)T1W-B Φ0.13×3P14Ts顺绕
N3(初级)T1W-B Φ0.13×2P14Ts顺绕
N4(屏蔽)T1W-B Φ0.1×120P4Ts反绕
N5(屏蔽)T1W-B Φ0.13×3P5Ts顺绕
N6(次级)2UEW-F Φ0.1×15P13Ts顺绕
多层屏蔽结构有效降低共模噪声,为后续EMI优化打下基础。



3. PCB布局特点


    主板尺寸:50.5×48.1×1.2mm(FR-4 1OZ双面板)
    模块化设计:主功率板+Type-C协议小板+EMC滤波小板
    散热处理:Q3 GaN器件配铜质散热片,底部填充导热硅胶


关键性能实测


1. 效率表现(板端测试)


输入电压20V/3.25A满载效率功率因数
90Vac91.0%0.631
110Vac92.38%0.673
220Vac93.11%0.544
264Vac92.81%0.512


平均能效测试(115Vac/230Vac,20V输出,100%/75%/50%/25%负载):

    115Vac平均效率:91.9%(超CoC Tier2的88.19%限值)
    230Vac平均效率:91.725%

待机功耗:264Vac输入时约50mW,满足75mW以下要求。

2. 输出纹波(20MHz带宽)


输出电压满载纹波(典型值)限值
5V76-88mV≤150mV
9V72-84mV≤150mV
12V67-89mV≤150mV
15V67-115mV≤300mV
20V67-208mV≤300mV


高温(40℃)低压输入时纹波略有增大,但仍远优于限值要求。

3. 动态响应


10%-90%负载跳变(2.5ms周期)测试:

    5V输出:最大过冲940mV(限值1000mV)
    20V输出:最大过冲1190mV(限值1200mV)

动态响应偏保守,留有充足裕量。

EMC特性


传导发射(CE)
通过EN55032 Class B标准,测试覆盖5V/9V/12V/15V/20V全电压档位,115Vac/230Vac双输入条件。典型余量:

    准峰值(QP):3.6-8.5dB
    平均值(AV):3.1-12.9dB

辐射发射(RE)
30MHz-1GHz频段,垂直/水平极化均满足Class B限值,最高频点约800MHz处有接近限值的尖峰,建议实际量产时优化屏蔽。


方案特点总结


优势说明
双面板工艺相比多层板成本降低30%以上,适合价格敏感市场
高集成度LP8842内置高压启动、X电容放电,外围精简
高效氮化镓满载效率超93%,满足最新能效标准
全协议覆盖HUSB350支持PD3.0/PPS,兼容主流设备
完善保护OVP/OCP/SCP/OTP全覆盖,短路功耗<0.5W


待优化点:

    变压器温升在90Vac满载时接近临界(建议优化绕组工艺或加强散热)
    外壳温度需关注,建议增加导热路径设计

应用场景


  • 65W单口PD充电器
  • 笔记本适配器(20V/3.25A)
  • 多口氮化镓快充的主功率级
  • 对成本敏感的中大功率快充市场


结语: 芯茂微LP8842+LP35118V方案以"双面板+氮化镓"的组合,在65W功率段实现了性能与成本的平衡。93%以上的峰值效率、完善的保护机制以及通过的EMC认证,使其成为当前快充市场颇具竞争力的参考设计。

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