前言

近兩年 GaN 上移動電源始終少見，難點在系統(tǒng)工程而不是器件，比如100W 級雙向升降壓在高 dv/dt、di/dt 下更容易引發(fā)門極串?dāng)_與共模 EMI，GaN 器件門極耐壓與閾值窗口更窄，對驅(qū)動與 PCB 版圖要求明顯高于硅 MOS管，同時移動電源外殼通常來說對散熱并不友好，多數(shù)采用塑料外殼，還要滿足高功率輸出，疊加多口并發(fā)的功率路徑與限功率策略，使電路設(shè)計與認(rèn)證成本都明顯提高。

而現(xiàn)在的技術(shù)拐點就來自40V級增強型 GaN，這類產(chǎn)品具備很低的柵電荷與導(dǎo)通電阻，有利于提升開關(guān)頻率、縮小磁性件并降低導(dǎo)通/開關(guān)損耗，為高功率密度 + 低溫升 + 可控 EMI的移動電源形態(tài)提供器件基礎(chǔ)。

智融科技近期也推出了多款GaN 移動電源參考平臺，接下來充電頭網(wǎng)將詳細(xì)介紹一下。

智融SW7226+GaN

首先第一款 GaN 移動電源方案采用標(biāo)準(zhǔn)長方板型，尺寸為79.98x49.9x14.01mm，重量約為21.4g。從外觀上看屬于對稱設(shè)計，核心功率區(qū)圍繞一顆大尺寸屏蔽電感展開，電感周圍焊接有四顆同步雙向升降壓氮化鎵開關(guān)管，左右各布置一顆電解電容用于輸入/輸出濾波。方案的中央為智融科技 SW7226 控制器，右側(cè)成排針排與跳帽提供 UART、PGND、門極與采樣點的調(diào)試與監(jiān)測。

在器件與架構(gòu)上，該方案選用智融科技同步雙向充放電升降壓控制器SW7226搭配四顆英諾賽科 INN040FQ043A 40V 增強型 GaN 組成典型四開關(guān)同步升降壓雙向功率級。GaN 開關(guān)管的低導(dǎo)通電阻與低柵電荷讓頻率可抬高、開關(guān)損耗有效降低，進(jìn)而允許電感體積下降、整機效率與功率密度上升，進(jìn)而這款方案非常契合高功率密度移動電源/小儲能主功率通道的工程化落地。

接下來也詳細(xì)介紹一下該方案用到的芯片。

SW7226 是一款符合 USB PD3.1 規(guī)范的高效同步雙向充放電升降壓控制器，專為移動電源、儲能設(shè)備、電動工具、電動玩具及其他電池供電設(shè)備設(shè)計。該芯片支持高達(dá) 40V 的輸入電壓，能夠為 2 至 8 節(jié)三元鋰電池及 2 至 10 節(jié)磷酸鐵鋰電池充電，并提供 3V 至 37V 的寬輸出電壓范圍，具備極強的適配性。

SW7226 采用 Buck-Boost 架構(gòu)，可實現(xiàn) Boost（升壓）、Buck（降壓）及 Buck-Boost（升降壓）模式的無縫切換，同時支持 200kHz 至 500kHz 的可調(diào)工作頻率，適配 4.7μH 和 10μH 電感，并可使用 5mΩ 的檢測電阻以提升能效和精準(zhǔn)度。其充電模式涵蓋涓流充電、恒流充電、恒壓充電、充電截止及復(fù)充等完整過程，并支持通過 I2C 接口精確控制充電目標(biāo)電壓（最小 10mV 步進(jìn)）和充電電流（輸入端 50mA 步進(jìn)，電池端 100mA 步進(jìn)），同時集成自適應(yīng)充電電流調(diào)節(jié)功能，以優(yōu)化充電效率和電池壽命。

在放電模式下，SW7226 可提供 3V 至 37V 的寬輸出電壓范圍，支持 I2C 控制電壓和電流，并采用 FB 反饋調(diào)節(jié)輸出電壓，以滿足 PD3.1 規(guī)范的要求。此外，該芯片還內(nèi)置 12 位 ADC，支持實時電壓、電流監(jiān)測，確保系統(tǒng)高效穩(wěn)定運行。

SW7226 還具備強大的通路管理能力，包括適配器接入檢測、背靠背 NMOS 通路驅(qū)動，并支持在完全無電情況下的死電池啟動功能，即便端口被隔離也能完成芯片喚醒并啟動充電。此外，芯片集成多重保護(hù)機制，包括輸入/電池過壓保護(hù)、輸出過壓/過流/短路保護(hù)、NTC 過溫保護(hù)及熱關(guān)斷保護(hù)，確保設(shè)備的安全性和可靠性。

四顆同步雙向升降壓開關(guān)管來自英諾賽科，絲印D17，實際型號為INN040FQ043A，是一顆耐壓40V的增強型氮化鎵開關(guān)管，導(dǎo)阻為4.3mΩ，具有極低的柵極電荷和導(dǎo)通電阻，并具有非常小的封裝面積，適用于高頻DC-DC轉(zhuǎn)換器，負(fù)載點，RF包絡(luò)跟蹤，筆記本電腦充電器，移動電源和電機驅(qū)動，采用FCQFN 3*4mm封裝。

英諾賽科 INN040FQ043A 資料信息。

智融SW6306+GaN

接著來介紹一下第二款GaN移動電源方案，該方案同樣采用標(biāo)準(zhǔn)長方板型，尺寸為80.51x50.02x11.9mm，重量約為22.1g。

從電路結(jié)構(gòu)來看跟第一款類似，但這款配備了2A2C四個快充接口，這得益于這款方案的主控芯片智融SW6306，這是一顆四口多協(xié)議升降壓移動電源SOC，配合四顆 GaN 開關(guān)管組成的同步雙向升降壓主功率級，實現(xiàn)Boost，Buck，Buck-boost 模式無縫切換，并支持多口功率分配等移動電源常見策略。

整體方案跟第一款類似，都是單芯片多口調(diào)度 + GaN高效主功率級的組合，兼顧結(jié)構(gòu)精致、效率上限與可驗證性，適合作為高功率密度多口移動電源/小儲能的量產(chǎn)參考平臺。

接下來也詳細(xì)介紹一下該方案用到的芯片。

智融科技SW6306，這是一款高集成度的四口多協(xié)議升降壓移動電源SOC，集成了雙向升降壓控制器，支持高效升降壓開關(guān)充放電，可為2-6串鋰電池或2-7串磷酸鐵鋰電池應(yīng)用，電池節(jié)數(shù)、類型及容量可通過引腳配置。此外提供了完整的充電循環(huán)管理，包括涓流、恒流、恒壓、充電截止和復(fù)充等功能。

智融SW6306適用于4.2V/4.3V/4.35V/4.4V/4.5V三元電池和3.65V磷酸鐵鋰電池，輸入電壓范圍為4~26V，輸出電壓為3.3~27.3V，并擁有10mV調(diào)壓步進(jìn)，支持45μA超低靜態(tài)功耗。用戶可以通過外部PIN配置充/放電功率，最高可達(dá)100W，支持I2C設(shè)置充電目標(biāo)電壓、充電電流、電池端和輸出端限流，以及MPPT太陽能板充電功能。

智融SW6306支持按鍵功能，可識別短按、雙擊、長按，并支持小電流模式，帶有可關(guān)輸出端口、WLED開關(guān)功能，支持?jǐn)?shù)碼管和LED電量顯示，內(nèi)置庫侖計與12bit ADC，還支持雙芯片電量計量，確保在使用過程中能夠?qū)崟r掌握電量信息。

此外支持2A2C四口配置以及任意口快充，支持包括UFCS融合快充標(biāo)準(zhǔn)、PD3.1、SVOOC、VOOC4.0、SCP、FCP、AFC、QC3+、BC1.2等市面眾多主流快充協(xié)議，還能夠智能識別適配器最大電流，自動調(diào)整充電電流，帶來超強兼容的快充體驗。

充電頭網(wǎng)拆解了解到，智融科技SW6306此前還被倍思30W 10000mAh磁吸旋轉(zhuǎn)支架快充移動電源、倍思145W 20000mAh自帶拉拉線移動電源、京東京造165W 20000mAh自帶線移動電源等產(chǎn)品采用，芯片性能質(zhì)量獲客戶一致認(rèn)可。

四顆同步雙向升降壓開關(guān)管型號跟第一款一致，均來自英諾賽科，絲印D17，實際型號為INN040FQ043A，是一顆耐壓40V的增強型氮化鎵開關(guān)管，導(dǎo)阻為4.3mΩ，采用FCQFN 3*4mm封裝。

智融SW7206+GaN

第三款方案的實現(xiàn)思路跟上面兩款是基本一致的，從外觀看同樣是標(biāo)準(zhǔn)長方板型，對稱布局，尺寸為79.9x43.42x5.94mm，重量約為16.1g。

該方案板中部為SW7206 主控，周邊等長引出采樣與驅(qū)動信號；上方一枚屏蔽電感作為能量傳輸核心，電感兩側(cè)對稱放置四顆英諾賽科INN040FQ043A增強型GaN，構(gòu)成全同步四開關(guān)升降壓功率級。左右兩端分別預(yù)留VBUS與VBAT接口/測試位，右側(cè)排針與跳帽覆蓋UART/量測點，便于協(xié)議聯(lián)動、效率與瞬態(tài)波形的驗證。

SW7206 是一款面向 1–5 節(jié)鋰電的同步雙向升降壓充電控制器，，采用 NVDC 充電路徑架構(gòu)并內(nèi)置 I2C 接口，輸入電壓覆蓋 3.5–36 V，放電側(cè) 3–24 V 可編程支持 PD/PPS 與快速角色切換。寄存器可配的電壓/電流/閾值與 I2C 接口便于差異化機型快速導(dǎo)入，一顆芯片即可適配筆電、平板、移動電源到機器人等多場景。

為了“把適配器吃滿”并兼顧效率與EMI，芯片集成 ICO 輸入電流優(yōu)化、峰值功率模式、800 kHz/1.2 MHz 可選開關(guān)頻率與抖頻，并提供直通（PTM）與升/降壓無縫切換；配合 5/10 mΩ 采樣與 12.7 A 級外放能力，輕重載均能維持高效率、低聲噪，工程上更易過規(guī)。

可測可控與可靠性方面，該芯片內(nèi)置 ADC 提供 IADPT/IBAT/PSYS 等量化映射，便于主控做功率分配與熱管理；疊加學(xué)習(xí)模式、HIZ 低功耗、自動喚醒充電與 VAP 低電保護(hù)，提升系統(tǒng)可用性；同時 ACOV/OC、SYS OVP/UVP、BAT OVP/OC、OTP 等保護(hù)齊全，采用 QFN-32（4×4 mm）封裝，在效率、溫升與 BOM 之間取得良好平衡。

四顆同步雙向升降壓開關(guān)管型號跟前兩款一致，均來自英諾賽科，絲印D17，實際型號為INN040FQ043A，是一顆耐壓40V的增強型氮化鎵開關(guān)管，導(dǎo)阻為4.3mΩ，采用FCQFN 3*4mm封裝。

充電頭網(wǎng)總結(jié)

智融科技的三款 GaN 移動電源方案各具特色，SW7226 方案支持 USB PD3.1 規(guī)范和寬范圍電池配置，適合高性能移動電源和小儲能應(yīng)用；SW6306 方案集成四口多協(xié)議功能，支持 2A2C 接口配置和 100W 高功率輸出，滿足多設(shè)備同時快充需求；SW7206 方案則采用 NVDC 架構(gòu)，面向 1-5 節(jié)鋰電應(yīng)用，兼顧效率與成本優(yōu)勢。

三款方案均采用 40V 增強型 GaN 器件，有效提升了功率密度和轉(zhuǎn)換效率，為 GaN 移動電源的小型化、高性能化提供了完整解決方案。