超级快充充电头设计

超级快充充电头

前景介绍

??这次要说的是开源的全国产65瓦氮化镓超级快充充电头，它里面用了茂睿芯MK2697G，他输出的是5V的PWM波，可以直接驱动氮化镓。一般传统的氮化镓例如NCP13422,输出的是12V的PWM波，因此还需要增加一个电平转换电路，将12V转化成高为+6.2V，和-6.2V。同时他用到了英集芯IP6525S，IP2723TS。和英诺赛科INN650D260A。
??英诺赛克是全世界最大的氮化镓芯片公司，氮化镓一般在军事领域都是雷达。它的芯片示意图如下：

图1 INN650D

原理图分析

氮化镓原理图分析

??首先是90V-230V的交流电进来后，通过一个负温度系数的热敏电阻NTC，然后再通过一个保险丝，再通过一个共模电感，然后通过一个X的电容和整流桥，把他整成直流，最后通过一个电容，电感以及两个电容形成一个ΠLC低通滤波，滤除里面的高频干扰信号输出330V的直流。电路图如下：

图2 整流电路

??这里用了NTC是为了防止出现浪涌电流，浪涌电流的出现在于，上电的一瞬间，后面的三个电容相当于短路，相当于后面的整流桥的直流那一段短路了。短路以后，就会有一个非常大的电流，这时NTC在刚开始上电的时候是冷的，电阻大，就可以降低冲击电流，当系统运行起来后，电阻发热，电阻阻值下降。
??然后输出的330V的直流通过了一个高频变压器的源边，紧接着送到了INN650D260A，然后氮化镓芯片下面接了两个430m欧的电流取样电阻。然后做过流保护。同时330V的直流还经过一个RCD吸收电路，由左边回路构成。电路图如下：

图3 RCD吸收电路

??330V的直流还通过下面的R15和R16电阻（起动电阻），送到5号脚，通过内部芯片的降压作用，在6号脚产生一个5V的PWM波，驱动高频变压器的源边，这里R22和R23做过流保护。通过R20和C15组成的低通滤波器后，送到CS里头，CS里面是一个电压比较器，如果超过了3.1A的电流，就会开始进行电流保护。电路图如下：

图4 PWM波信号产生电路

产生的PWM波就会在下面的电感上产生一个感应电动势，通过FB，R14，D2进行整流后，送到5号脚，并通过R17和R21电阻进行分压后送到3号脚。
??接下来分析他的另一边电感，MK1608搭配一个NMOS作同步整流，得到一个5V。

图5 变压器变压电路

??得到一个5V,5V通过R12和R13分压送到TL431，再通过EL1019反馈到源边的2脚，这时候负边的输出电压Vo，经过分压得2.5V。电路图如下：

图6 分压反馈电路

以上就是氮化镓快充电路的全部介绍了，通过改变R12和R13就可以改变他的输出同时也要注意他的变压器。

USB输出口原理图分析

??首先是右上角用了一个Typec接口电路，通过DP和DN还有CC1和CC2接到IP2723TS协议芯片上，Typec接口电路如下图：

图7 Typec接口电路

??这个协议芯片通过5脚连到FB进行调压，这个芯片可以产生一个灌电流，电流越大，输出电压越大。举个例子，假如我用手机充电，那么手机就会和这个协议芯片进行通信，假如手机需要一个20V的充电，那个协议芯片的5脚就会通过一个灌电流产生20V电压。协议芯片电路图如下：

图8 协议芯片电路图
接着往下看，有另外一个输出电路和接口电路，其中一个输入电压通过IP6525S，作为另外的输出。输出电路如下：
图9 输出电路

以上就是输出电路的接口部分。

整个原理图分析

??但是，整个的电路有一定的问题，它的部分是固定输出的氮化镓充电头，另一部分是USB接口充电输出电路来对接各种需要不同协议来充电的手机。但是它有两个协议芯片，当手机充电的时候，两个协议芯片就会产生冲突。