拆解报告：美富达100W USB PD桌面快充充电器

目前苹果已经为最新的MacBook Pro 16寸配备了一款高达96W的USB PD快充充电器，成为百瓦快充行业的推动者。2020年，100W快充产品也将进入快速的发展阶段。从充电头网在CES2020展会上的报道数据来看，已经有20余款100W快充亮相，相比2019年同期，增长幅度高达500%。

充电头网今天拆解这款美富达100W充电器也正是此前亮相CES2020的百瓦级快充之一。其配备两个USB-C接口和两个USB-A接口，两个USB-C接口在单口输出时均支持100W快充，当两个接口同时输出时，两个接口均支持60W输出，综合输出功率为120W，满足两台笔记本电脑的充电；两个USB-A接口支持18W快充输出，可同时满足两台手机同时快充。

一、美富达100W 2A2C桌面快充充电器外观

美富达100W 2A2C桌面快充充电器有黑色和白色两种外观。机身采用阻燃PC材质，整体呈扁平设计，边角均为圆弧过渡；正面印着USB-C PD以及QC3.0快充认证标识。

作为一款桌面多口充电器，这款产品采用了线缆与机身分离的设计，输入采用常规的“8”字电源线接口。

输出端配备两个USB-C接口和两个USB-A接口，其中两个USB-C接口支持USB PD3.0快充，单口最大功率为100W；两个USB-A接口支持QC3.0快充，最大功率18W。

充电器背面印着产品参数信息，产品型号：PD-048PT；输入：100-240V ~ 50/60Hz 1.8A；单口输出时，USB-C1和USB-C2均支持：5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/5A（100W Max），USB-C1和USB-C2同时输出时均支持：5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/3A（60W Max），两个USB-A接口均支持：5V/3A、9V/2A、12V/1.5A（18W MAX）；PPS电压：3.3-20V/5A；所有接口的总输出为100W。产品已经通过了CE、FCC、RoHS认证。

充电器厚度与一元硬币直径相当。

在不含线缆的情况下，充电器机身净重约为304g。

接上电源之后，接口侧的条形LED指示灯亮起蓝光。

使用ChargerLAB POWER-Z KT001检测USB-C1接口的输出协议，显示支持USB DCP、QC3.0、QC2.0。

USB-C1接口的PDO报文显示，支持5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/5A五组固定电压档位，以及一个PPS电压档位：3.3-20V/5A。

继续检测USB-C2接口的输出协议，显示支持USB DCP、QC3.0、QC2.0。

USB-C2接口的PDO报文显示，同样支持5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/5A五组固定电压档位，以及一个PPS电压档位：3.3-20V/5A。

USB-A1接口支持Apple 2.4A、USB DCP、QC3.0、QC2.0、AFC、FCP、SCP等协议。

USB-A2接口同样支持Apple 2.4A、USB DCP、QC3.0、QC2.0、AFC、FCP、SCP等协议。

二、美富达100W 2A2C桌面快充充电器拆解

在对美富达100W 2A2C桌面快充充电器的外观和性能进行简单了解之后，充电头网接下来将通过详细的产品拆解，把产品的内部结构用料及设计原理分享给大家。

首先从充电器的输出接口侧打开超声波焊接的面板，可以看到4个输出接口以及一颗电源指示灯；在接口附近设有输出滤波固态电容。

PCB板正面采用了一块大面积的金属散热片，并在散热片和元器件之间使用绝缘板隔离。

拆下PCB板正面的金属散热片，PCB板上元器件布局紧凑，并有大量的注胶处理。

充电头网通过观察发现，美富达100W 2A2C桌面快充充电器内部电路采用了时下主流的大功率多口快充架构，主体部分先通过PFC升压电路升压，再由开关电源输出固定电压值，最后采用四个DC-DC降压电路实现四个接口输出。二次降压的架构则可以轻松实现多接口、多电压同时输出。

此外，在充电器的输入端设有两级共模电感，用于滤除EMI电磁干扰；同时为了压缩充电器整体体积，正面的一颗大电容采用卧置。

PCB板背面高压侧设有两颗芯片，低压侧贴有导热垫。高压侧和低压侧之间设有充足的安全间距，并在变压器所在的位置将PCB板镂空。

清理掉导热硅胶垫，次级侧为两颗同步整流MOS管，两颗英集芯的协议芯片IP6527以及两颗南芯的同步降压芯片SC8102。英集芯IP6527和南芯SC8102均为内置MOS设计，导热垫可以有效地帮助其散热。

输入端居中为8字线的母座，左侧为滤波电路，右侧的功率MOS有金属散热片。

8字线母座旁边是一颗4A延时保险丝。

来自JURCC广东捷威电子有限公司的X电容。

红色的薄膜滤波电容，同样来自捷威电子，一共两颗，0.47μF。

输入整流桥GBU1510，15A，耐压1000V。

卧置的输入滤波电解电容，工作温度：-40~105℃。

电容规格450V 82μF。

初级侧较小的一颗八角芯片TEA19162是一个PFC控制器，来自NXP恩智浦，用于将整流滤波后的电压升压，进行主动功率因数校正，内部集成X电容放电元件，无需外部元件，集成软启动和关断，支持高精度稳压升压，并且内置多重完善的保护功能。

恩智浦TEA19162规格资料。

芯片TEA19161T为LLC控制器，与TEA19162组成带APFC的开关电源，用于提高电源转换效率。

恩智浦TEA19161T介绍资料。

另外一侧还有一颗绿色的谐振电容。

LLC谐振电感，贴有标签TH-190830PR。

高压侧一共设置了三颗AuSemi的高压MOS管，型号Au12NM65TF，TO220F封装，耐压650V，导阻320mΩ。其中一颗为PFC升压开关管，另外两颗均为初级主控开关管。

AuSemi Au12NM65TF。

主控芯片供电电容，该充电器一共使用了三颗。

两个变压器之间设有一颗Y电容，来自STE松田电子。

次级侧采用恩智浦TEA1995的同步整流控制器，用于LLC双绕组同步整流。

恩智浦TEA1995规格资料。

恩智浦的GreenChip电源解决方案TEA19161+TEA1995平台设计简单，具有业界领先的低负载下的效率，可以在整个负载范围内实现极高效率（特别是10-30%轻载条件下），轻松达到能效规范的要求，包括能源之星v6、CoC 2级、80+白金和EuP Iot6。此外，采用TEA19161的电源还具有低于75mW的低空载功耗，达到并超出能源之星、DoE、CoC 2等标准的要求。相比反激式式拓扑，LLC谐振拓扑能够更容易满足共模噪声要求，还能达到200%峰值功率要求。

TEA19161+TEA19162+TEA1995T方案的参考电路图。充电头网了解到，该方案此前也被ANKER 100W快充充电器采用。

在导热垫下面是两颗同步整流MOS管，型号一致，丝印60N101TG 1GLJ1。

经过同步整流电路之后，在开关电源输出端还设置了两颗蓝色电解电容滤波。

两颗电解电容用于开关电源输出滤波，规格均为25V 1000μF，两颗并联。

二次降压部分的两个USB-C接口均采用南芯的同步降压控制器SC8102。该芯片提供32pin 5*5 qfn封装，是一颗4-36V宽电压输入的双输出同步整流降压转换器，支持5V电压输出或者设置其他输出电压；可提供高精度输出电流限制，当其中一路过流时进入恒流模式。

南芯SC8102总输出功率可由电阻设置，便于恒功率输出；支持线损补偿，可编程的频率设置和工作模式选择；支持完整的保护功能，包括过电压、过电流保护，短路保护和过热保护，适用于车充，多口墙充，hub和工业应用。

南芯SC8102详细规格资料。

充电头网了解到，采用南芯SC8102快充芯片的产品还有南孚Aircharge 65W PD快充充电器、爱否开物1A1C 65W PD快充充电器、紫米65W USB PD快充六位延长线插线板等产品。此外，南芯还有用于大功率移动电源、大功率车充的快充芯片，获得华为、小米、紫米、三星等品牌的认可。

两个USB-C接口分别使用一块协议小板板焊接在主控PCB板上，并在USB-C接口侧分别设有一颗协议芯片。

两块PCB板上的USB PD快充协议芯片均为通嘉科技的LD6610。这是一颗高度集成的USB Type-C PD控制器，内部整合了MOSFET控制电路及微控制器，采用嵌入式8位MCU来处理USB PD协议，可支持QC4/4+、QC3.0、QC2.0等快充标准。并且支持USB-PD PHY、线补、电压监控、电流监控及温度监控等功能。

同时，Leadtrend通嘉科技LD6610支持USB PD 3.0（PPS）协议，以9V APDO为例，具备5V、9V两个固定电压输出档位以及3.3V~5.9V与3.3V~11V可调电压输出范围（20mV步进），最大输出功率27W（定功率）。并通过了USB IF协会的认证，芯片的兼容性能具有足够的保证。

值的一提，Leadtrend通嘉科技LD6610GJ SOP-10封装是业界第一个用10个脚位实现PD+PPS+QC4完整功能，大大提升客户精简设计与PCBA空间。

目前，这颗芯片已经被努比亚红魔55W充电器、努比亚红魔30W充电器、绿联30W USB PD充电器、坤兴30W USB PD PPS充电器等产品采用。同时通嘉科技拥有AC-DC全套快充解决方案，已被联想、紫米、绿联等品牌采用。

协议小板背面均有一颗输出VBUS开关管和输出电流采样电阻。

两颗VBUS开关管型号一致，均为威兆半导体的VS3508AS，P-MOS。

威兆VS3508AS规格资料。充电头网了解到，威兆MOS还被WIZ 96W USB PD快充超级充电站、努比亚65W氮化镓充电器、毕亚兹2C1A 65W氮化镓充电器、华为20W电荷泵快充充电器、vivo 33W FlashCharge2.0快充充电器、小米原装30W快充充电器、紫米65W USB PD迷你充电器等数十款电源产品采用。

另外USB-A接口的输出均采用英集芯IP6527芯片，集成降压控制和协议识别功能。英集芯IP6527是一款集成同步开关的降压转换器、支持14种输出快充协议、支持Type-C输出和USB PD2.0/PD3.0(PPS)协议的SoC；英集芯IP6527采用内置功率MOS管设计，输入电压范围是8.2V到32V，输出电压范围是3V到20V，最大能提供45W的输出功率，能够根据识别到的快充协议自动调整输出电压和电流。

英集芯IP6527详细规格资料。

充电头网了解到，英集芯快充的快充芯片已被小米9手机27W原装充电器、京造18W USB PD充电器、第一卫30W USB PD快充充电器等产品采用，其它系列快充芯片也获得华为、三星等客户的高度认可。

在PCB板正面的二次降压电路，除了四颗接口之外，还有4个降压电感线圈和6颗固态电容。6颗固态电容规格均为25V 330μF，均来自JSH益阳万京源电子有限公司，两个USB-A接口各设一颗，两个USB-C接口各设两颗。四颗降压电感均使用注胶固定，USB-C接口的降压电感采用多线并绕，降低趋肤效应。

充电器全部拆解完毕。

充电头网拆解总结

美富达100W USB PD快充充电器采用线缆与机身分离式设计，主体机身酷似一款移动电源。输入采用8字线，方便客户根据不同的是地区更换相应的插脚规格，输出接口采用2A2C设计，双USB-C接口可以同时为两台笔记本电脑分别提供60W的充电功率。同时也可以满足四台设备的充电需求，比较适合居家办公等场景。

充电头网拆解发现，这款充电器整体采用了PFC升压+开关电源+四个DC-DC二次降压的架构，AC-DC部分为LLC电路，采用全套恩智浦方案，固定电压输出。DC-DC二次降压部分的四个接口均为独立同步整流降压输出，其中两个USB-C接口分别采用南芯同步整流降压芯片SC8102搭配通嘉科技的认证协议芯片LD6610实现100W快充输出；两个USB-A接口则分别选用一颗英集芯的高集成协议芯片IP6527控制；芯片均选择业界知名品牌，性能有保证。

同时，充电器输入端采用两级共模电感，输出采用六颗万京源固态电容滤波；除了三颗功率MOS均增加金属散热片外，PCB模块外围还使用了大面积的金属散热片，保证大功率输出时散热性能，做工扎实。

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