减少21%效率损耗！英飞凌HFB+CoolGaN IPS方案获安克GaNPrime新品采用

前言

近日，快充行业领导者安克发布了全氮化镓 120W 充电器，它采用了安克联合英飞凌全球首发的 HFB 架构，搭载 Power IQ4.0 动态功率分配技术，配合安克自主开发的迷你变压器通过高密度堆叠排布设计，意味着氮化镓技术又迭代至新高度。
安克全氮化镓 120W 充电器设计风格和自家旗下的超能充系列相似，机身主体为PC材质黑色外壳，表面哑光，输出端也有一块银色装饰板，机身正面印有 ANKER 品牌和 GaNPrime logo，输入端配备可折叠插脚，携带方便且不会刮伤包里其它设备。

英飞凌 HFB 架构亮相

HFB (Hybrid-flyback) 架构为英飞凌推出的混合反激架构，通过结合传统反激拓扑结构，与谐振开关电源的高性能，搭配使用半桥氮化镓器件，实现了更高集成度与更高效率的电源解决方案。这种 HFB 混合反激架构，集合了反激和 LLC 的优点，是一种新型的非对称半桥混合型反激拓扑。

英飞凌 HFB 架构采用半桥和串联电容器共同驱动传统的反激变压器，反激变压器的主电感和串联电容器形成谐振回路，用于实现半桥开关的 ZVS 开关，并在退磁阶段提供谐振功率传输。

正常运行模式下，充电周期和相关功率由峰值电流控制。退磁阶段通过定制控制，以确保合适的负预磁化，满足半桥所需的 ZVS 条件。相比其他反激拓扑，这种混合半桥反激变压器需要存储的能量较少，可有效减小变压器的尺寸。同时混合反激可在初级实现完全零电压开关，次级实现零电流开关，并且回收变压器漏感能量，可进一步提高效率。

充电头网通过拆解发现，充电器初级主控为英飞凌 XDPS2201，是一颗数字混合反激控制器，集成 600 V 耗尽型 MOSFET 以支持 VCC 充电，集成高侧 (HS) 和低侧 (LS) MOSFET 驱动器。支持零电压开关 (ZVS)模式，无需额外组件，确保高效率、低系统成本和超高功率密度设计。

英飞凌 XDPS2201 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。

与英飞凌 XDPS2201 混合反激控制器搭配使用的是英飞凌最新推出的半桥氮化镓集成功率级芯片 IGI60F1414A1L，这颗氮化镓芯片支持 400W 输出功率，在安克 120W 氮化镓充电器中降额使用，效率更高温升更低。

英飞凌IGI60F1414A1L内部集成两颗140mΩ导阻，耐压600V的氮化镓开关管，以半桥形式连接，并具备独立的隔离驱动器。相比两个独立的氮化镓开关管以及驱动器的组合，大大节省PCB占板面积。IGI60F1414A1L支持400W半桥应用，内置驱动的氮化镓器件极大程度的简化了驱动电路的设计，并可针对设计进行特性优化。
英飞凌电源与传感系统事业部总裁 Adam White 在发布会上表示：“非常感谢安克选择英飞凌的创新解决方案，包括HFB混合反激式拓扑结构和CoolGaN IPS解决方案，使得 GaNPrime 全氮化镓快充家族的充电器，在更高功率范围内实现了超紧凑设计。”

Adam White 还表示：“这是英飞凌的HFB架构和CoolGaN IPS，首次一起应用在消费电子产品上。我们非常高兴能与安克合作，将这种强大的充电技术推向市场。更重要的是，紧凑的内部设计与一流充电效率的无缝结合，将在推动可持续未来方面发挥重要作用。”

安克创新创始人兼首席执行官 阳萌在发布会上表示：“在 USB-C 充电端口和多种充电协议的支持下，安克氮化镓充电器可以提供更高的功率，设想一下，如果只用一个充电器，就能为所有的设备快充，这样不仅可以为消费者带来便利和安心，每年还能节约超过30万吨的电子垃圾。”

充电头网总结

安克全氮化镓 120W 充电器不仅具备主流2C1A接口配置以及强悍输出性能，而且率先采用了业界大厂英飞凌旗下 XPDS2201+IGI60F1414A1L 组成的 HFB+CoolGaN IPS 快充方案，大大缩小了充电器体积，能效表现也更好。
英飞凌 HFB+CoolGaN IPS 快充方案将两颗氮化镓与驱动电路集成在一个封装内部，面积与单个氮化镓器件相同，转化效率最高达 95%，相比旧有方案减少 21% 的效率损耗，高度集成减少电路复杂性与体积，高效率也带来了更低的发热温升。

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