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。
相关阅读：
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/cm³，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PFC+AHB架构PD3.1 240W单C氮化镓快充方案外观
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。
东科PFC+AHB架构PD3.1 240W单C氮化镓快充方案解析
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、101mΩ 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、101mΩ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。
充电头网总结
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。
大会预告
由充电头网主办的2027（春季）亚洲充电大会，将于3月26日（周五）在深圳市南山区科兴国际会议中心举办。
我们诚挚邀请充电领域的产学研同仁莅临参会，携手共绘行业新图景！
大会议程
大会展商
联系我们
