【導(dǎo)讀】在手機(jī)快速充電器、筆記本適配器、移動(dòng)電源等消費(fèi)電子設(shè)備中，電源的“穩(wěn)定性”與“效率”直接決定了用戶體驗(yàn)——比如，一款能支持5V/2A、9V/2A、12V/1.5A等多規(guī)格輸出的快速充電器，需要電源IC在寬電壓范圍內(nèi)保持穩(wěn)定供電，同時(shí)不能因?yàn)轭~外電路增加體積或成本。然而，傳統(tǒng)電源方案在應(yīng)對(duì)這一需求時(shí)，往往陷入“兩難”：要么依賴輔助繞組（增加變壓器體積），要么外接穩(wěn)壓電路（提高功耗），導(dǎo)致產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力下降。針對(duì)這一痛點(diǎn)，一款集成高壓E-GaN（增強(qiáng)型氮化鎵） 與Boost供電技術(shù)的電源IC——U8726AHE應(yīng)運(yùn)而生，它像一把“鑰匙”，打開了消費(fèi)電子電源“寬電壓、高效率、小體積”的新局面。

一、消費(fèi)電子電源的“痛點(diǎn)”：寬電壓輸出與傳統(tǒng)方案的矛盾

隨著消費(fèi)電子設(shè)備的功能升級(jí)，用戶對(duì)電源的“多規(guī)格輸出”需求越來(lái)越強(qiáng)烈。比如，手機(jī)需要快速充電（9V/2A），同時(shí)也要支持低電壓小電流（5V/1A）給耳機(jī)充電；筆記本電腦適配器需要兼顧19V/3A（供電）和5V/2A（USB接口）。這些需求要求電源IC能在寬電壓范圍（5V-24V） 內(nèi)穩(wěn)定工作，但傳統(tǒng)電源方案卻難以滿足：

• 輔助繞組依賴：傳統(tǒng)反激式電源IC需要通過(guò)輔助繞組獲取供電電壓，但輔助繞組的電壓會(huì)隨輸出電壓變化（比如輸出5V時(shí)，輔助繞組電壓可能只有8V，無(wú)法滿足IC的10V供電要求），因此需要額外加一個(gè)Boost電路或LDO（低壓差穩(wěn)壓器），增加了電路復(fù)雜度和成本。

• 外接高壓MOS管：傳統(tǒng)電源IC的內(nèi)部開關(guān)管（MOSFET）耐壓值通常在400V以下，無(wú)法處理AC 220V整流后的高壓（約310V），因此需要外接高壓MOS管，不僅增加了體積，還會(huì)導(dǎo)致開關(guān)損耗增加（外接MOS管的寄生參數(shù)更大）。

• 效率低下：當(dāng)輸出電壓變化時(shí)，傳統(tǒng)方案的穩(wěn)壓電路（如LDO）會(huì)消耗更多功耗（比如LDO的效率=輸出電壓/輸入電壓，當(dāng)輸入12V、輸出5V時(shí)，效率只有41.7%），導(dǎo)致電源整體效率降低。

這些問(wèn)題讓傳統(tǒng)電源方案在寬電壓輸出場(chǎng)景下顯得“力不從心”，亟需一種更高效、更簡(jiǎn)潔的解決方案。

二、U8726AHE的“硬核配置”：集成高壓E-GaN與高壓?jiǎn)?dòng)電路

U8726AHE是一款專為消費(fèi)電子設(shè)計(jì)的高集成度氮化鎵電源IC，其核心優(yōu)勢(shì)在于“把復(fù)雜的電路做進(jìn)芯片里”，徹底解決傳統(tǒng)方案的痛點(diǎn)：

• 集成高壓E-GaN開關(guān)管：E-GaN（增強(qiáng)型氮化鎵）是一種新型半導(dǎo)體材料，具有高耐壓（650V）、低導(dǎo)通電阻（Rds(on)）、高開關(guān)速度的特點(diǎn)。U8726AHE將高壓E-GaN開關(guān)管集成在芯片內(nèi)部，無(wú)需外接高壓MOS管，不僅減少了體積，還降低了開關(guān)損耗（E-GaN的開關(guān)速度是傳統(tǒng)MOSFET的10倍以上）。

• 集成高壓?jiǎn)?dòng)電路：傳統(tǒng)電源IC需要通過(guò)啟動(dòng)電阻從輸入電壓取電（比如AC 220V整流后的310V），但啟動(dòng)電阻會(huì)消耗大量功耗（比如100kΩ電阻在310V下的功耗約為1W）。U8726AHE的高壓?jiǎn)?dòng)電路可以直接從輸入高壓中取電，無(wú)需啟動(dòng)電阻，降低了待機(jī)功耗（待機(jī)功耗可低至100mW以下）。

這些“硬核配置”讓U8726AHE的電路復(fù)雜度大幅降低，同時(shí)提高了效率，為后續(xù)的寬電壓解決方案奠定了基礎(chǔ)。

三、Boost供電技術(shù)：無(wú)需輔助繞組的寬電壓解決方案

U8726AHE的Boost供電技術(shù)是其解決寬電壓輸出問(wèn)題的“核心武器”。傳統(tǒng)方案中，輔助繞組的電壓隨輸出電壓變化，導(dǎo)致IC供電不穩(wěn)定，而Boost供電技術(shù)則通過(guò)“動(dòng)態(tài)切換”解決了這一問(wèn)題：

• Boost工作模式：當(dāng)輸出電壓較低時(shí)（比如5V），輔助繞組的電壓可能只有8V，無(wú)法滿足IC的10V供電要求。此時(shí)，U8726AHE的內(nèi)部Boost電路會(huì)啟動(dòng)：SW管腳（Boost電路的漏極）外接一個(gè)貼片電感，Boost電路將輔助繞組的8V電壓提升到10.1V，給IC的VDD管腳供電。

• 輔助繞組模式：當(dāng)輸出電壓升高時(shí)（比如24V），輔助繞組的電壓會(huì)超過(guò)10.1V，此時(shí)Boost電路會(huì)自動(dòng)停止工作，轉(zhuǎn)由輔助繞組直接給VDD管腳供電。

這種“動(dòng)態(tài)切換”模式的優(yōu)勢(shì)在于：

• 無(wú)需復(fù)雜輔助繞組設(shè)計(jì)：傳統(tǒng)方案需要設(shè)計(jì)輔助繞組的匝數(shù)（比如輸出5V時(shí)，輔助繞組匝數(shù)是初級(jí)的1/60），而U8726AHE的Boost電路可以自適應(yīng)調(diào)整，無(wú)需調(diào)整匝數(shù)，減少了變壓器的設(shè)計(jì)難度。

• 提高效率：Boost電路僅在需要時(shí)工作（輸出低電壓時(shí)），減少了不必要的功耗（比如輸出24V時(shí)，Boost電路不工作，功耗為0）。

• 降低成本：無(wú)需額外的Boost電路或LDO，減少了元件數(shù)量（比如少用一個(gè)Boost芯片和幾個(gè)電容電阻），降低了BOM（物料清單）成本。

舉個(gè)例子，一款支持5V/2A、9V/2A、12V/1.5A的快速充電器，使用U8726AHE后，變壓器的體積可以縮小30%（因?yàn)闊o(wú)需輔助繞組），BOM成本降低20%（因?yàn)樯儆昧送饨覯OS管和Boost電路），同時(shí)效率提高5%（因?yàn)闇p少了開關(guān)損耗和LDO功耗）。

四、管腳設(shè)計(jì)：每一針都為“高效”而生

U8726AHE采用ESOP-7封裝（小外形封裝，7個(gè)管腳），每個(gè)管腳都經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，只為“高效”而生：

• 1號(hào)管腳（CS）：電流采樣與頻率設(shè)定：CS管腳是電流采樣輸入，同時(shí)也是最高工作頻率設(shè)定管腳。通過(guò)外接一個(gè)RSEL電阻（比如10kΩ-100kΩ），可以設(shè)定IC的最高工作頻率（比如RSEL=10kΩ時(shí)，最高頻率為65kHz；RSEL=20kΩ時(shí)，最高頻率為85kHz）。此外，CS管腳還會(huì)采樣初級(jí)繞組的電流，防止過(guò)流（比如輸出短路時(shí)，電流超過(guò)設(shè)定值，IC會(huì)關(guān)閉開關(guān)管）。

• 2號(hào)管腳（FB）：系統(tǒng)反饋：FB管腳接收來(lái)自輸出端的反饋信號(hào)（比如通過(guò)光耦傳遞的電壓信號(hào)），IC根據(jù)這個(gè)信號(hào)調(diào)整開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間（PWM占空比），保持輸出電壓穩(wěn)定（比如輸出5V時(shí)，占空比是15%；輸出24V時(shí)，占空比是40%）。

• 3號(hào)管腳（DEM）：消磁檢測(cè)與過(guò)壓保護(hù)：DEM管腳負(fù)責(zé)檢測(cè)變壓器的磁芯消磁情況（反激式電源中，磁芯消磁完成后才能開啟下一次開關(guān)周期），同時(shí)也負(fù)責(zé)輸出過(guò)壓保護(hù)（OVP）。如果輸出電壓超過(guò)設(shè)定值（比如24V），DEM管腳會(huì)觸發(fā)OVP保護(hù)，關(guān)閉開關(guān)管，防止設(shè)備損壞。

• 4號(hào)管腳（VDD）：芯片供電：VDD管腳接收來(lái)自Boost電路或輔助繞組的電壓（10.1V左右），是IC的“能量入口”。

• 5號(hào)管腳（SW）：Boost電路漏極：SW管腳是Boost電路的漏極，外接一個(gè)貼片電感（比如10μH），用于Boost電路的電壓提升。

• 6號(hào)管腳（GND）：參考地：GND管腳是芯片的參考地，確保所有電路的電位穩(wěn)定。

• 7號(hào)管腳（DRAIN）：高壓輸入：DRAIN管腳是內(nèi)置高壓E-GaN開關(guān)管的漏極，直接連接變壓器的初級(jí)繞組，接收AC 220V整流后的高壓（約310V）。

這些管腳的設(shè)計(jì)不僅簡(jiǎn)化了電路，還提高了可靠性（比如DEM管腳的過(guò)壓保護(hù)），讓U8726AHE能在各種場(chǎng)景下穩(wěn)定工作。

五、頻率自適應(yīng)：讓電源工作更“聰明”

U8726AHE的最高工作頻率設(shè)定功能讓電源工作更“聰明”。傳統(tǒng)電源IC的工作頻率是固定的（比如65kHz），但固定頻率會(huì)導(dǎo)致“輕負(fù)載效率低”的問(wèn)題（比如負(fù)載為10%時(shí)，開關(guān)損耗占總損耗的50%以上）。而U8726AHE的頻率設(shè)定功能則解決了這一問(wèn)題：

• 負(fù)載自適應(yīng)：當(dāng)負(fù)載較輕時(shí)（比如手機(jī)充電到80%后，電流從2A降到0.5A），IC會(huì)自動(dòng)降低工作頻率（比如從65kHz降到30kHz），減少開關(guān)損耗（開關(guān)損耗與頻率成正比），提高輕負(fù)載效率（比如從70%提高到85%）。

• 啟動(dòng)鎖定：每次啟動(dòng)時(shí)，IC都會(huì)檢測(cè)RSEL電阻的阻值，鎖定最高工作頻率（比如RSEL=10kΩ時(shí)，最高頻率鎖定為65kHz），避免因電阻變化（比如溫度升高導(dǎo)致阻值變化）導(dǎo)致頻率波動(dòng)，確保電源工作穩(wěn)定。

這種“聰明”的頻率設(shè)定功能讓U8726AHE在不同負(fù)載下都能保持高效，非常適合快速充電器（負(fù)載變化大）和適配器（需要兼顧輕負(fù)載和重負(fù)載）等場(chǎng)景。

六、應(yīng)用場(chǎng)景：從快速充電器到適配器的“全能選手”

U8726AHE的高集成度、寬電壓輸出能力和高效性能，使其成為消費(fèi)電子領(lǐng)域的“全能選手”，主要應(yīng)用場(chǎng)景包括：

• 快速充電器：支持5V/2A、9V/2A、12V/1.5A等多規(guī)格輸出，使用U8726AHE后，充電器的體積可以縮小到原來(lái)的70%（因?yàn)闊o(wú)需輔助繞組和外接MOS管），同時(shí)效率提高到90%以上（傳統(tǒng)方案效率約85%）。

• 筆記本適配器：需要穩(wěn)定的高壓輸出（比如19V/3A），U8726AHE的集成高壓E-GaN開關(guān)管可以直接處理310V高壓，無(wú)需外接MOS管，提高了可靠性（比如減少了外接MOS管的散熱問(wèn)題）。

• 移動(dòng)電源：需要支持寬電壓輸入（比如5V-24V）和輸出（比如5V/2A、9V/2A），U8726AHE的Boost供電技術(shù)可以自適應(yīng)輸入電壓，無(wú)需額外電路，減少了移動(dòng)電源的體積（比如從200g降到150g）。

• LED驅(qū)動(dòng)電源：需要支持寬電壓輸入（AC 85V-265V）和恒定電流輸出（比如300mA），U8726AHE的頻率自適應(yīng)功能可以在不同輸入電壓下保持恒定電流，提高LED的壽命（比如減少閃爍）。

結(jié)語(yǔ)：氮化鎵電源的“高效解決方案”

U8726AHE作為一款集成高壓E-GaN與Boost供電技術(shù)的電源IC，徹底解決了傳統(tǒng)方案的“寬電壓輸出”痛點(diǎn)。其核心優(yōu)勢(shì)在于：

• 高集成度：集成高壓E-GaN、高壓?jiǎn)?dòng)電路、Boost電路，減少了元件數(shù)量和體積；

• 高效性：Boost供電技術(shù)提高了寬電壓輸出效率，頻率自適應(yīng)功能提高了輕負(fù)載效率；

• 穩(wěn)定性：動(dòng)態(tài)切換模式和啟動(dòng)鎖定功能確保電源工作穩(wěn)定。

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