PD65W双面板氮化镓电源方案Demo测试报告,主芯片LP8842+LP35118V

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/3.25A65W Max拓扑结构QR准谐振反激氮化镓功率器件协议支持PD3.0HUSB350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/120mΩDFN8×8封装Q2HGN093N12SL同步整流MOS120V/9.3mΩLP8842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Ae117.7mm²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50.5×48.1×1.2mmFR-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%0.631110Vac92.38%0.673220Vac93.11%0.544264Vac92.81%0.512平均能效测试115Vac/230Vac20V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≤150mV9V72-84mV≤150mV12V67-89mV≤150mV15V67-115mV≤300mV20V67-208mV≤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1000mV20V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QP3.6-8.5dB平均值AV3.1-12.9dB辐射发射RE30MHz-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LP8842LP35118V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。