電子發燒友網報道（文/李誠）氮化鎵快充技術已非常成熟，快充市場被徹底激活，消費電子配件市場不斷迭代更新。GaN是一種寬禁帶半導體，具有高功率密度、高頻率、低能耗、寬禁帶等特點，被廣泛應用于通信基站、快速充電器、新能源汽車領域中。SiC也是寬禁帶半導體的一種，具有飽和電子漂移速度快、介電擊穿強度大、熱導率高、耐高壓，開關頻率快、導通電阻低、轉換效率高等特點。

氮化鎵在消費類電子產品手機充電器、筆記本電源適配器領域已為“常客”，同屬于第三代功率半導體新秀的碳化硅部分性能與氮化鎵十分相似，那么SiC能否應用于手機快充上？在快充上又有何表現？

快充性能要求

功率密度即轉換器輸出功率除以所占用的面積，現在很多設備都在追求較高的功率密度，快充也一樣，盡可能的提高功率密度，在相對較小的空間里實現更大的輸出功率。從而減小快充充電器體積，方便攜帶。

熱性能，快充充電器對元器件熱性能有著較高的要求，充電器在工作中進行功率轉換，元器件溫度隨工作的時長增加而增加。SiC具有良好的熱導率，能夠有效散熱且導通電阻低、耐高溫。

倍思首發！百瓦快充應用GaN+SiC結構

國內手機市場一片紅海，對手機配件的需求不斷增多，Baseus（倍思）就是眾多消費類電子配件廠商中的一員，2011年倍思正式成立，主要是對消費類電子配件進行研發、生產。

2020年2月25日，倍思推出了全球首款以氮化鎵+碳化硅為內核的快充充電器，該充電器支持兩個Type-C和一個USB口同時輸出，最大輸出功達120W。此款充電器內部采用PFC+LLC的電路架構，通過PFC升壓為LLC開關供電，開關電源經過同步整流后輸出。

碳化硅在充電器中主要以二極管的形式存在，碳化硅二極管在大功率充電設備中主要是配合PFC控制器和驅動芯片對功率因素進行校正。碳化硅與氮化鎵的配合，可將PCF的工作頻率從100KHz有效提升至300KHz，進一步壓縮電感元件體積，減小空間占比，提高功率密度、電源效率。

泰科天潤百瓦碳化硅快充方案

泰科天潤是中國碳化硅功率器件產業化的倡導者之一，致力于國產半導體功率器件的發展。泰科天潤在快充方面分別為100W、120W、200W快充給出了解決方案。

G5S06506QT主要應用于泰科天潤200W快充方案中，該快充方案是由氮化鎵開關器件+碳化硅二極管的形式結合PFC+LLC的電路架構組成。據官方顯示使用這一方案的PFC電路開關頻率可達200kHz，LLC電路開關頻率可達170~250 kHz，能夠有效提升整機效率至95.4%。使用G5S06506QT與使用Si二極管的體積相比，體積大大減小，功率密度得到顯著提升。

G5S06506QT最高耐壓為650V，額定電流為6A，工作環境溫度范圍在－55℃~175℃可滿足一般非惡劣環境下。該碳化硅二極管可極大地降低開關損耗，與其他器件并聯是不會出現熱崩潰現象，熱導率良好，能滿足一般散熱需求，減少對散熱片的依賴。該碳化硅肖特基功率二極管適用于SMPS、PFC、電機驅動、UPS、電動汽車等領域。

芯干線200W氮化鎵+碳化硅快充方案

芯干線是一家專注于研發寬禁帶功率半導體的公司，公司主要產品三個系列，分別為650V氮化鎵功率器件系列、650V碳化硅二極管系列和1200V的碳化硅二極管系列，并提出了200W氮化鎵+碳化硅適配器方案。該方案的電路拓撲架構為PFC+LLC，PFC電路采用了芯干線自家的650V氮化鎵功率器件及XD6504 650V/4A碳化硅二極管，主控芯片采用了安森美的NCP1616A1。LLC電路采用兩顆自家的650V氮化鎵功率器件，LLC主控采用安森美NCP13992AB。該方案固定輸出電壓為20V，滿載效率達95%以上，功率密度為1.54W/cm3。

XD6504碳化硅二極管最高耐壓值為650V，額定電流為4A~6A，額定電流隨溫度升高而減小。可在－55℃~175℃的環境下工作，該氮化硅二極管具有零反向恢復電荷、散熱效果好、高效等特點，可應用于5G基站電源、PD快充適配器、電機驅動、太陽能逆變器等。

總結

碳化硅主要應用于逆變器、車載充電器、軌道交通、消費類電子電源適配器等領域。隨著大功率手機快充的興起，碳化硅逐漸進入大家視野，成為大功率快充設備元器件中的一份子，并提高了快充的功率密度、轉換效率、減了小產品體積。氮化鎵+碳化硅的快充結構能將充電功率大幅度的提升。