Elevation氮化镓合封方案，轻松满足20mW待机

2022年8月17日，2022（夏季）亚洲充电展在深圳成功举办，展会同期还举办了2022（夏季）全球第三代半导体快充产业峰会，并邀请了11位行业大咖现场与大家探讨第三代半导体快充产业的发展趋势，为大家分享最新的第三代半导体快充解决方案。

Elevation 系统应用总监李明杰在2022（夏季）全球第三代半导体快充产业峰会上发表了《 Elevation氮化镓合封方案轻松满足20mW待机》主题演讲。

Elevation 初级控制器 HL9510 最高支持 300KHz，且支持多档频率可选；以 HL9510 为核心，HL9550/52/54 分别合封 170mΩ，260mΩ 和 450mΩ 氮化镓，采用 QFN5x6 封装；同步整流芯片 HL9701 采用 SOT-23 封装，频率可达 300KHz；HL9750 同步整流芯片合封 13mΩ MOS，同样采用 QFN5x6 封装。

Elevation HL9510 VDD 范围 6.5V~78.5V，输出电压范围 3.3V~21V，在满足 USB PD PPS 应用的同时，简化 VDD 电路，降低损耗。芯片支持 QR、DCM、CCM 混合的工作模式，集成高压启动模块，待机功耗能够做到 20mW 以下。

Elevation HL955X 系列在 HL9510 基础上合封氮化镓器件，通过智能驱动器和跳频实现更好的 EMI 性能，芯片通过内置电路即可满足LPS要求，无需额外的VDD钳位电路即可实现宽范围电压输出。

上图为 Elevation 合封氮化镓方案与常见的分立式方案对比，Elevation 合封氮化镓方案通过集成 VDD、LPS 等电路，节省 BOM 成本，缩小 PCB 尺寸。

此外，Elevation 合封氮化镓方案采用的 DFN5*6 封装加大了 GND 铜皮面积，有利于散热。

Elevation HL955X 系列在 QR 和 CCM+QR 模式下均支持恒流曲线和限功率曲线，同时支持无协议恒流限功率应用。

Elevation HL9701 是一颗用于开关电源的高性能同步整流控制芯片，采用 SOT23-6 封装，支持低电压补偿和钳位功能，适用于正端或负端应用，支持 QR/CCM/DCM 各种运行模式。

Elevation HL9701 开关延迟测试如上图所示，可以看到芯片延迟时间仅 15ns。

Elevation HL9701 与友商产品启机波形对比如上图所示，可以看到 HL9701 可以有效钳制 SR Gate 电平，避免电流倒灌。

Elevation HL9550+HL9701 65W Demo 如上图所示，EVB 尺寸仅 48x29x20mm。

Elevation HL9550+HL9701 65W Demo 电路原理图如上图所示，可以看到外围电路十分精简。

Elevation HL9550+HL9701 65W Demo 初级 BOM 仅31个零件，次级仅10个零件。

Elevation HL9550+HL9701 65W Demo 在 90Vac、115Vac、230Vac、264Vac 输入，20V、15V、9V、5V3A 输出，10%、25%、50%、75%、100% 负载下效率测试如上图所示。

Elevation HL9550+HL9701 65W Demo 在包含协议IC的情况下待机功耗测试如上图所示，可以看到 90Vac、115Vac、230Vac、264Vac 待机功耗均小于 20mW。

Elevation HL9550+HL9701 65W Demo 在包含协议IC的情况下极轻载功耗测试如上图所示，在各电压档位的效率表现均十分优秀。

Elevation HL9550+HL9701 65W Demo 传导测试如上图所示。

Elevation HL9550+HL9701 65W Demo 辐射测试如上图所示。

Elevation HL9550+HL9701 65W Demo 在 90Vac 和 264Vac 输入下，21V 输出条件下的 PD PPS空满载动态负载测试如上图所示。可以看到 90Vac 下 VDD 最高 66.4V，最低 55.8V；264Vac 下 VDD 最高 65.8V，最低 55.8V，满足 21V PD PPS应用。

Elevation HL9550+HL9701 65W Demo 在 90Vac 和 264Vac 输入下，3.3V 输出条件下的 PD PPS 空满载动态负载测试如上图所示。可以看到 90Vac 下 VDD 最高 11.56V，最低 8.2V；264Vac 下 VDD 最高 10.84V，最低 8.2V，满足 3.3V PD PPS应用。