一、背景
氮化镓(GaN)凭借着高效率、高功率密度和快速开关的优势，在消费类(快充、手机、LED)、汽车激光雷达、数据中心等领域迅速崛起。据TrendForce《2023 GaN功率半导体市场分析报告》显示，全球GaN功率元件市场规模将从2022年的1.8亿美金成长到2026年的13.3亿美金，复合增长率高达65%。在快充领域，Trendforce预计2025年氮化镓的渗透率也将超过50%。
从技术演化的角度来看，在65W以下的快充和适配器领域GaN驱动技术经历了几个阶段：
1、初期：
使用硅基驱动器配合外部电路驱动GaN
2、过渡期：
采用专用的GaN PWM控制器驱动GaN
3、当前主流：
65W以下广泛采用PWM控制器与GaN集成的技术
然而，随着技术的不断发展，业界仍然面临着一些挑战：
1、驱动问题：
由于GaN的特性，驱动器的设计和驱动电路的布局变得非常关键。必须确保安全、高效的驱动方式，以避免驱动震荡引起可靠性和EMI问题。
2、散热问题：
系统在低电压输入（Low Line）时的散热瓶颈，需要进一步提升效率。
3、集成度问题：
进一步缩小体积，提高集成度，以满足小型化需求。
为了应对这些挑战，业界已经采取了一些技术措施：
1、设计专门的GaN PWM驱动器，并和GaN集成以最小化驱动环路；
2、引入电流无损检测电路；
3、提高集成度，将GaN驱动器、GaN功率器件和无损电流检测集成在一起。
二、五合一GaNControl PWM 芯片：MK2706
在这样的行业背景下，茂睿芯推出了集成化程度更高的五合一GaNControl PWM 芯片MK2706，进一步提升了集成度和功率密度，并且实现：无损检测、安全驱动。
三、MK2706 核心功能
准谐振（QR）PWM控制器
GaN驱动器
GaN功率器件
宽范围单VCC供电(8V-85V)
电流无损检测电路
MK2706是基于茂睿芯广受客户认可的四合一MK2789系列产品开发而成。MK2789系列已经集成了QR PWM控制器、驱动器、GaN功率器件和宽范围VCC供电。新一代产品MK2706在此基础上，最终实现高效率、高功率密度、高可靠性和低成本的PD解决方案。
四、MK2706 产品优势
1、节省损耗
显著提高Low Line工作效率：在65W@90V输入条件下，效率提升0.3%-0.4%；
90V输入时的热管理更加容易。
无损检测节省损耗和对效率影响计算：
a. 节省采样电阻功耗，按65W计算，90V输入Ip_rms≈1.1A，Rcs=250mR，可节约Rcs损耗300mW；
b. 当前65W 90V输入效率约92.5%，输入功率约为65/92.5%=70.27W；
c. 效率提升=(65/(70.27-0.3))%-92.5%=0.39%。
2、安全驱动
驱动路径大幅缩短，减少了驱动回路寄生电感和寄生电容的影响；
创新性地集成了米勒钳位电路，进一步提高了驱动的可靠性和效率。
3、简化外围电路设计
宽范围VCC供电（9V-85V），对于PD调压输出(3.3V-20V)，也可省去VCC LDO供电电路；
无损电流检测部分不需要外供电或者VCC电容，进一步简化外围设计；
整个芯片外围器件非常少，节省加工成本。
五、MK2706 系统板实测
为了验证GaNControl技术的实际表现，我们进行了系统板测试：
1、原理图与PCB布局
整个ACDC功率级原边只有11个贴片电阻、7个贴片电容。贴片原件都放置于PCB背面，外围电路十分简单明了。
2、效率测试
MK2706 输入电压90V时满载效率可达93%
结语
秉承"关注客户需求，寻求客户满意"的服务宗旨，茂睿芯始终致力于开发能够真正帮助客户的产品，这款65W集成GaN 的AC/DC转换器MK2706的设计初衷正是为了让客户能够更省钱、省事、省心！
茂睿芯坚信具有无损检测、安全驱动的高度集成五合一芯片方案将进一步推动PD快充工程技术发展。我们将以MK2706为起点持续挖掘客户需求，坚持创新，推出更多实惠、高效且可靠的芯片产品！
展会预告
茂睿芯（深圳）科技有限公司将于2024年9月20日（周五）参加充电头网主办的2024（秋季）亚洲充电展，展位位于B区B53，届时欢迎莅临展会现场交流、洽谈。
茂睿芯副总裁高克宁也将在同日出席亚洲充电技术大会，并发表以“充电领域PFC、LLC、Flyback、BUCK的‘微’创新”为主题的演讲，演讲内容将会重点介绍无损电流检测，65W集成GaN AC/DC转换器新品MK2706，期待与您现场互动交流。
