充电头网近期拿到了东科半导体面向 AI 算力盒子等高功率设备推出的一款 PFC+AHB 架构 PD3.1 240W 单 C 氮化镓快充方案，在实现 240W 大功率输出的同时，也兼顾了转换效率、功率密度以及整机小型化。

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该方案支持 90-264Vac 宽电压输入，可实现 PD3.1 240W 满功率输出，USB-C 单口最高支持 48V5A。整套方案采用 PFC+ 不对称半桥 AHB 架构，并引入氮化镓功率器件，在实现 240W 大功率输出的同时，进一步兼顾转换效率和整机小型化。

这套方案一大亮点在于，后级 AHB 架构借助软开关技术降低开关损耗，结合氮化镓器件高频高效的特性，在紧凑 PCB 板型上实现 240W 大功率输出。实测峰值效率达到 95.88%，功率密度达到 1.46W/cm ³，在大功率输出与体积控制之间取得了较好的平衡。

该方案 AC-DC 功率转换部分采用东科半导体全套芯片方案，核心包括 DK3603AG PFC 控制器、DK130G70 氮化镓功率器件、DK8526 AHB 芯片以及 DK3708A 同步整流控制器，覆盖 PFC 升压、AHB 隔离变换和次级同步整流等主要功率转换环节，构成完整的 240W AC-DC 功率链路。

下面充电头网就结合样机实物，对这套东科 240W 单 C 氮化镓快充方案进行详细解析。

东科 240W 快充样机采用黑色方形外壳设计，AC 输入端自带电源线，输出端设置一个 USB-C 接口，整体造型较为简洁。

实测该样机长度约为 95.18mm。

宽度约为 80.70mm。

厚度约为 33.32mm。

重量约为 332.8g。

使用 POWER-Z KM003C 进行快充协议检测，USB-C 接口支持 QC3.0、FCP、SCP、AFC、PD3.1 240W EPR、DCP 以及 Apple 2.4A 等充电协议。

使用 POWER-Z KM003C 读取 USB-C 接口 PDO 报文，显示支持 PD3.1 240W，并具备 EPR 输出能力，提供 5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A 以及 48V5A 七组固定电压档位。

将能够充当负载 / 电源的 POWER-Z P240 测试仪作为负载。

实测该方案能以 240W 左右的功率稳定输出，成功握手 PD3.1 EPR 240W 档位。

接下来充电头网将带来这款方案内部的详细解析，看看其内部结构如何。

打开样机外壳，可以看到内部 PCBA 上方覆盖大面积导热材料。

移除导热材料，即可看到完整 PCB 方案板。

整套方案采用主板 + 独立协议小板的分体设计；板载金属散热片，对整流管、PFC 开关管等高热器件散热，满足 240W 大功率工况下的散热需求。

从方案正面来看，左上角为交流输入区域，依次布置保险丝、共模电感以及黄色 X2 安规电容等器件；左侧下方设有金属散热片，两颗整流桥固定在散热片上。

散热片右上方布置三颗 PFC 高压母线滤波电容，采用并联方式工作，用于高压母线滤波和储能。

板面中部左侧黄色磁性元件为 PFC 升压电感，右侧是 AHB 主变压器，实现后级隔离变换；板底布置两颗输出滤波电容。PCB 侧边搭载独立 USBC 协议小板，完成 PD 协议识别与输出控制。

从方案背面来看，主要布置控制芯片、功率器件以及阻容等贴片元件。

首先是前级 PFC 部分，板面上布置有东科 DK3603AG PFC 控制器，并搭配两颗 DK130G70 氮化镓功率管以及两颗碳化硅二极管，配合正面的 PFC 升压电感完成前级功率因数校正和母线升压。

随后进入 AHB 隔离变换部分，左侧中部的大尺寸芯片为东科 DK8526 AHB 芯片，负责后级不对称半桥控制和高频功率转换，并驱动正面的 AHB 主变压器完成隔离变换。

板面左侧下方则布置 DK3708A 同步整流控制器以及两颗并联同步整流 MOSFET，用于降低高功率输出下的整流损耗，同时还可以看到光耦、Y 电容以及电流采样电阻等器件，分别用于原副边隔离反馈、共模干扰抑制以及电流检测。

这款方案中采用的 PFC 芯片就是东科半导体 DK3603AG。该芯片是一款临界导通模式功率因数校正控制器，重载时工作在 CRM 模式，负载降低后可切换至 DCM 模式，并支持谷底导通，在兼顾重载效率的同时降低轻载开关损耗。

芯片还集成软启动、输入欠压、输出过欠压、过流及过温等多重保护，推荐应用功率范围在 300W 以内。

在这套 240W 方案中，DK3603AG 位于前级 PFC 升压部分，搭配两颗 DK130G70 氮化镓功率器件工作，负责 PFC 开关控制和输入功率因数校正，为后级 AHB 功率级建立稳定的高压直流母线。DK3603AG 支持 12V 驱动配置，可直接匹配 DK130G70。

东科 DK3603AG 详细资料。

两颗 DK130G70 与 DK3603AG 搭配组成前级 PFC 功率级。DK130G70 是一款内置 E-MODE GaN 专用驱动的氮化镓功率器件，内部合封 700V、101m Ω GaN 功率管，支持 8-20V 栅极输入和最高 500kHz 开关频率，并具备零反向恢复、DESAT 保护以及自供电等特性，可简化 GaN 驱动外围设计。

在这套 240W 方案中，两颗 DK130G70 承担 PFC 级高频开关任务，配合 DK3603AG 和 PFC 升压电感完成母线升压与功率因数校正，为后级 AHB 功率级提供稳定的高压直流母线。

东科 DK130G70 详细资料。

经过前级 PFC 升压后，高压直流母线进入后级 AHB 功率转换部分。这里采用东科半导体 DK8526 作为核心芯片，负责驱动主变压器完成高频隔离变换。

DK8526 是一款基于不对称半桥架构的 AC-DC 电源管理芯片，内部集成 AHB 控制、半桥驱动以及两颗 700V、101m Ω 氮化镓功率管，最高开关频率支持 800kHz。

芯片利用谐振过程实现原边功率管 ZVS 零电压开通和副边整流管 ZCS 零电流关断，可降低开关损耗和器件应力，同时改善 EMI 表现。

在这套 240W 方案中，DK8526 承接 PFC 级输出的高压直流母线，通过 AHB 主变压器完成隔离降压，是整套方案后级功率转换的核心。

将控制器、驱动、双路氮化镓功率管集成至单芯片，有效缩减外围元器件，缩短高频功率环路，利于提升整机集成度与功率密度。

东科 DK8526 详细资料。

AHB 主变压器在 DK8526 的驱动下完成原边副边隔离变换，次级侧搭载东科半导体 DK3708A 同步整流控制器，控制同步整流 MOSFET 的开通与关断，将变压器次级的高频交流电转换成直流输出。

DK3708A 是一款支持双供电模式的高频同步整流控制器，具备系统输出供电、自供电两种供电方案，搭配外置 MOSFET 即可替代传统肖特基二极管完成整流工作。

芯片集成快速关断比较器、自适应预关闭以及防误开通算法，可检测电流过零状态并实时控制 MOSFET 开通与关断，有效规避反向电流以及谐振带来的误导通问题，芯片最高支持 500kHz 开关频率。

在这套 240W 方案中，DK3708A 搭配两颗并联同步整流 MOSFET 工作，通过降低次级整流压降和导通损耗，进一步提升整机转换效率，尤其适合 48V5A 这类高功率输出场景。其快速关断和自适应控制也有助于降低同步整流部分的开关损耗，提高系统稳定性。

东科 DK3708A 详细资料。

最后充电头网也附上该方案的测试数据。

在 48V5A 满载输出条件下，对样机分别测试了不同输入电压下的转换效率。90Vac 输入时效率为 93.24%，115Vac 输入提升至 94.28%，230Vac 输入达到 95.52%，264Vac 输入时进一步提升至 95.88%。

从结果来看，随着输入电压升高，整机效率也逐步提升，其中高压输入下的效率优势更加明显，峰值效率达到 95.88%。对于 240W 功率等级的适配器来说，这样的效率表现也体现了 PFC+AHB 架构以及 GaN 功率器件在降低开关损耗方面的优势。

进一步来看 48V 输出下不同负载的测试结果。90Vac、115Vac、230Vac 和 264Vac 输入时，样机平均效率分别为 93.02%、93.68%、94.84% 和 95.22%，整体呈现出输入电压越高、效率越高的趋势。

在 5A 满载状态下，各输入电压对应效率分别为 93.24%、94.28%、95.52% 和 95.88%。同时，90Vac 满载时 PF 值达到 0.995，115Vac 满载时也有 0.992，说明在低压、大功率输入工况下，前级 PFC 依然能够保持较高的功率因数。

在 230Vac 输入、48V5A 满载输出条件下，对样机交流输入端 L 线和 N 线进行了传导骚扰测试。

从曲线来看，150kHz-30MHz 频段内，两组测试结果均处于对应的 EN55032 Class B 限值线以下，并留有一定裕量。对于一套 240W 高频 GaN 方案来说，这意味着在输入滤波、功率回路布局以及开关噪声控制方面已经具备较好的基础，也为后续整机 EMC 设计和认证预留了一定空间。

在相同的 230Vac 输入、48V5A 满载输出条件下，样机还进行了 30MHz-1GHz 辐射骚扰测试，并分别记录垂直和水平极化方向下的结果。

从测试曲线来看，两种极化方向的主要测试点均低于对应限值。其中垂直方向最小裕量约为 4.67dB，出现在约 150.6MHz 附近；水平方向同样保持在限值线以下。整体来看，这套 240W 方案在满载状态下的辐射干扰控制较为稳定，说明其高频功率级和 PCB 布局在 EMI 方面已经做了相应优化。

从这套 240W 单 C 方案来看，东科半导体已经把 PFC、GaN 功率器件、AHB 主功率转换以及同步整流几个关键环节串了起来。

前级由 DK3603AG 搭配 DK130G70 完成 PFC 升压，后级采用 DK8526 完成 AHB 隔离变换，再由 DK3708A 驱动同步整流 MOSFET 完成次级整流，核心 AC-DC 功率链路基本由东科自家器件覆盖。

相比传统由多颗控制器、驱动器和分立功率管组成的方案，这种集成思路能够进一步精简外围电路，也更有利于缩短高频功率回路，为 240W 级产品的小型化设计留出空间。

实际测试中，样机可实现 48V5A、240W 级输出，在 264Vac 输入、48V5A 满载条件下效率达到 95.88%；同时传导和辐射测试也均保持在对应限值以内。

从实际测试结果来看，这套方案在实现 240W 大功率输出的同时，也兼顾了转换效率、功率密度以及 EMI 等关键指标，整体完成度较高。对于 240W USB-C 适配器、笔记本电源等高功率产品来说，东科这套 PFC+AHB 搭配 GaN 与同步整流的组合，也提供了一条较为清晰的设计思路。

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