必易微“第二代”GaN 快充解决方案 KP2208X——细节拉满，闪亮登场

产品简介

KP2202/KP2206X系列产品为必易微“第一代”GaN快充解决方案，拥有500kHz最高工作频率、QR谷底锁定、GaN直驱、驱动速度可调、双绕组供电、过流点准等诸多亮点，并成功应用在酷科Lighter、联想饼干、Mophie迪士尼联名款等多款快充产品中。

必易微顺应市场需求不断推陈出新，在今年隆重推出了“第二代”GaN快充解决方案 KP2208X。它不仅保留了KP2206X系列的优质基因，同时带来更简洁的脚位、更好的细节处理和更实惠的价格：

1. 谷底锁定，锁住能效、赶走噪声
2. 最高工作频率130kHz和220kHz两档可选，更多设计空间
3. 轻载SR应力优化，更多裕量、更多安心
4. 驱动电流四档可选，EMI裕量和效率裕量可灵活转化
5. 定制ESOP-7封装，接近SOP-8的成本、媲美DFN5*6的散热能力
6. 集成完备的保护功能

此外，KP2208X内置的依旧是英诺赛科高压E-ModeGaN，其性能和品质已经被行业高度认可。

KP2208X典型应用框图

KP2208X亮点展示

1、谷底锁定，锁住能效、赶走噪声

KP2208X在Low Line下最多锁定5个谷底，在High line下最多锁定6个谷底。在高频设计下，谷底锁定功能可以防止谷底跳动，避免噪声，同时带来最优的转换效率。此外，谷底锁定也是搭配ZVS SR的必须功能；借助副边SR来实现ZVS开通，QR反激的设计频率、效率和EMI性能都能得到显著的提升。

ZVS SR基本原理

2、最高工作频率130kHz和220kHz两档可选，更多设计空间

KP2208X最高频率配置

KP2208X 复用 CS 管脚以设定系统最高工作频率，CS管脚连接如上图所示。芯片启动时，KP2208X 通过检测 RSEL电阻从而决定芯片最大工作频率。设定不同的 RSEL电阻值即可选择两档不同的系统工作频率上限。选档判定结束后系统锁定，每一次启动都伴随一次判定。推荐的 RSEL 电阻值与最大工作频率的关系见下表。

3、轻载SR应力优化，更多裕量、更多安心

一般QR反激SR应力表现

在一般的QR反激电源系统中，SR MOSFET在空载条件下的电压应力反而高于重载，导致SR 电压应力裕量不足；如上图所示，空载SR电压应力达到了94.8V，选用100VSRMOSFET应力裕量不足。这是因为满载工作时，原边MOSFET在振荡谷底开通，开通点Drain电压为Vbus-N*Vo*k(其中k<1)；而空载工作时，原边MOS开通点Drain电压为Vbus。原边MOS开通时反激电源的寄生振荡等效于二阶LC谐振模型，原边MOS开通点Drain电压越高，相当于给二阶LC模型更大的阶跃输入；SR的电压应力可等效于对阶跃输入的响应，输入越大，电压应力也越高。

KP2208X 优化轻载 SR 电压应力的原理

如上图所示，KP2208X在轻载时，自动调慢了原边GaN的驱动电流，使得SRMOSFET 在轻载的电压应力降低，同时又不至于影响满载的效率。

上表展示了33W快充电源的应力测试结果，在265Vac输入、20W输出的条件下，SR在空载的电压应力只有81.6V，在满载的电压应力是90.8V。

4、驱动电流四档可选，EMI裕量和效率裕量可灵活转化

KP2208X CS 负压采样

为了保障GaN FET 工作的可靠性和高系统效率，KP2208X内置了高精度、高可靠性的驱动电路，驱动电压为 6.2V。KP2208X的CS采用负压采样，电流采样电阻Rcs在GaN驱动回路之外，GaN的驱动电压更加稳定、可靠！

EMI 性能为高频AC-DC转换器的设计难点，为此KP2208X 通过 DEM 管脚集成了驱动电流分档配置功能。如上表所示，通过配置DEM管脚分压电阻值，可以选择不同档位的驱动电流，进而调节GaN FET的开通速度，系统设计者可以获得最优的 EMI 性能和系统效率的平衡。

其中，档位2轻载时候驱动电流不会自动调节，档位1、3、4轻载时驱动电流自动变小以优化SR的电压应力。

5、定制ESOP-7封装，接近SOP-8的成本、媲美DFN5*6的散热能力

必易微定制的ESOP-7封装，更适合集成E-Mode GaN，散热能力媲美DFN5*6，价格则有潜力跟SOP-8做到接近。上表是以33W快充作为验证平台，对比ESOP-7和DFN5*6的温升，可以看到两者的温升非常接近。

6、集成完备的保护功能

KP2208X还集成完备的保护功能，包括：VDD 欠压保护、VDD 过压保护、输入欠压保护 (Line BOP)、输出过压保护 (OVP)、逐周期电流限制 (OCP)、异常过流保护 (AOCP)、过载保护 (OLP)、输出过流保护 (SOCP)、内置过热保护 (OTP)、CS 管脚开路保护等。

当输入电压低于额定90Vac输入规格时，电源有可能还会继续工作，此时电源的热应力和电流应力会高于额定输入条件，有损坏的风险。KP2208X集成的Line BOP保护，可以保证GaN的电流应力不超过Maximum rating，从而保证GaN的可靠工作。

KP22083 33W方案展示

下面展示了KP22083+KP40611 33WDemo 方案：

• 支持 PD 3.0 和 QC 3.0 协议
• 输出规格：5V3A/9V3A/11V3A/12V2.5A/15V2A/20V1.5A
• Demo 尺寸：26.5mm×26.5mm×25mm
• 待机功耗 <30mW
• EMI 满足 EN55022B Class B，>6dB 裕量
• ESD 满足 IEC61000-4-2，接触 9kV/空气 16kV
• Surge 满足 IEC61000-4-5，差模 1.5kV/共模 2.5kV

方案展示

性能展示

效率展示

输出过载保护功能展示

上图中所示的输出过载保护，是从协议芯片前面、输出电容上拉负载，展示KP2208X自带的OCP功能，5V、9V、11V和12V输出时 OCP 为 3.5A 左右，15V和20V输出时OCP是2.2A左右。这个功能相当于给快充电源上了双保险，即便协议芯片故障，快充电源仍然符合LPS标准。

总结

必易微深耕AC-DC已经 9年有余，坚持以务实的作风打造产品、服务客户。KP2208X是“第二代”GaN快充方案，我们会不断地超越自我，追求极致，致力于为行业提供更好的电源IC解决方案。

彩蛋

预告：必易微即将推出高频GaN PSR方案KP2360X！最高工作频率 130kHz，谷底锁定功能，集成Line BOP，目标功率18~65W！敬请期待！