贝尔金入局氮化镓快充:首款68W双C口GaN充电器拆解
作为苹果推荐的数码配件品牌,belkin推出了不少经典电源配件产品,深受果粉用户的喜爱。趁着近期氮化镓热潮,贝尔金也推出了一款双USB-C口氮化镓快充充电器。两个USB-C口分别支持最大60W和18W PD快充;双口输出时,智能降功率变成50W+18W双口快充模式,总输出68W。
值得一提的是,belkin这款快充充电器的双USB-C口智能输出方案完全由国内知名半导体芯片公司慧能泰提供。接下来充电头网就和大家分享这款产品的拆解,看看其设计做工如何。
此前充电头网还拆解了贝尔金45W USB PD快充充电器、belkin 30W USB PD快充车载充电器等产品,大家可以点击蓝色字体查看拆耳机详情。
一、贝尔金68W双口快充充电器外观
包装盒采用白绿标志性配色,正面印有belkin品牌、充电器名称和外观图等。
背面印有充电器相关描述以及参数信息。
侧面标有可进行快充充电的相关苹果设备。
包装内含充电器和使用说明书,充电器使用塑料盒进行固定保护。
贝尔金68W氮化镓充电器采用PC阻燃材质白色外壳,输入端外壳亮面设计,其余部分为磨砂处理,机身上下两侧弧面过渡,输入输出端棱边分明。
机身正面设计有belkin品牌。
输入端外壳标注产品的参数信息
型号:WCH003dq 90315
输入:100-240V 50/60Hz 2A
双口输出:
USB-C1:5V3A 、9V2A
USB-C2:5V3A 、9V3A、15V3A、20V2.5A
单口输出:
USB-C1:5V3A 、9V2A
USB-C2:5V3A 、9V3A、15V3A、20V3A
产品已经通过了ETL认证、墨西哥NOM认证、巴西NYCE认证、FCC认证。
此外采用的是可折叠美规插脚,携带方便且不会刮伤其它电子产品。
输出端外壳贴有防刮塑料膜。
两个USB-C口白色胶芯不露铜,并且接口旁标有18W和50-60W MAX字样。
使用游标卡尺实测充电器长62.33mm。
宽65.99mm。
厚度为30.61mm。
和苹果61W充电器大小直观比较,贝尔金这款要小一些。
净重约为142g。
使用ChargerLAB POWER-Z KT002检测USB-C1口输出协议,显示支持DCP协议。
除此之外,其PDO报文显示USB-C1口还支持USB PD3.0快充标准,具备5V3A和9V2A两组固定电压档位。
另外使用KT002检测USB-C2口输出协议,同样只支持DCP协议。
此外USB-C2口具备5V3A、9V3A、15V3A、20V3A四组固定电压档位。
当USB-C1口接上负载时,使用KT002检测发现USB-C2口电压档位变为5V3A、9V3A、15V3A、20V2.5A,最大输出功率降为50W。
使用这款充电器给MacBook Pro充电,USB-C2口单口输出时,充电电压19.97V,电流2.82A,功率达56.32W,成功开启PD快充。
使用这款充电器同时给MacBook Pro和iPhone 11 Pro进行充电,笔记本的输入功率降为46.46W。
二、贝尔金68W双口快充充电器拆解
将输入端外壳拆开,插脚和PCB板使用红黑AC导线连接,并且焊接处打胶绝缘。
将PCB板取出,充电器采用黄铜散热片帮助均匀散热,并且使用黑色塑料板进行隔离保护。
PCB板正面一览,两个端口采用独立的变压器。
PCB板背面一览,从左右两侧芯片布局可以直观了解到,贝尔金68W双USB-C口氮化镓快充充电器采用两路开关电源,并由协议芯片控制调节输出电压的架构。两路相互独立同时又能相互通讯协调输出功率,初次级分界明显。下面我们就从输入端开始一一了解各元器件。
输入端一览,焊接有X电容,共模电感,整流桥等元件。
输入端延时保险丝特写,规格为3.15A 250V。
黄铜散热片焊接到Y电容上,Y电容
安规X电容特写,来自JURCC捷威电子。
共模电感特写,用于滤除EMI干扰,扁铜线绕制,降低电阻。
NTC浪涌抑制电阻特写,用于抑制上电浪涌电流。
色环电感特写。
输入端GBL610整流桥特写。
滤波电感使用绝缘胶带包裹。
PCB侧面一览,这一侧面焊接USB-C2电路的各个元器件。
高压滤波电容包裹绝缘胶带。
撕下胶带,这颗电容的规格为400V 68μF。
PWM主控芯片供电电容规格为100V 10μF。
主控芯片为ON安森美NCP1342,这是一颗高频初级PWM控制器,内置主动X2电容放电和多重完善的保护功能。
安森美 NCP1342 详细资料。
充电头网通过拆解了解到,初级侧采用安森美NCP1342的氮化镓充电器还有魅族65W氮化镓充电器、倍思65W 2C1A GaN氮化镓充电器、鸿达顺65W 2C1A氮化镓快充充电器、摩米士65W 2C1A氮化镓快充充电器、Lapo 65W USB PD氮化镓快充充电器、电友65W 2C1A氮化镓快充充电器等产品。
纳微半导体 NV6115 详细资料。
充电头网拆解了解到,纳微GaNFast功率芯片此前已被RAVPOWER 65W 1A1C氮化镓快充充电器、小米65W USB PD 氮化镓充电器、SlimQ 65W氮化镓USB PD快充充电器1A1C、Anker PowerCore Fusion PD超极充、RAVPower 45W GaN PD充电器、倍思65W氮化镓充电器、ROxANNE 66W氮化镓USB PD双口快充充电器等产品采用,获得市场高度认可。
变压器特写,顶部贴有信息标签。
亿光EL 1019光耦,横跨在初级和次级之间,用于初级次级通信,反馈调节输出电压。
输出抗干扰蓝色Y电容特写,同样来自东莞市成希电子有限公司。
丝印GACRLG次级同步整流控制器,实际是安森美NCP4306,支持最高1MHz开关频率,用于驱动同步整流管。
安森美 NCP4306 详细资料。充电头了解到,该芯片此前已被魅族65W氮化镓充电器、鸿达顺65W 2C1A氮化镓快充充电器、HYPER HUICE 100W氮化镓充电器、ROCK 65W氮化镓快充充电器采用。
次级同步整流MOS采用恒泰柯HGN070N12SL,NMOS,耐压120V,DFN5X6封装。
恒泰柯HGN070N12SL资料信息。充电头网了解到,采用这款MOS的产品还有魅族65W氮化镓充电器、电友65W 2C1A氮化镓快充充电器、ROCK 65W氮化镓快充充电器等。
板子另一侧焊接USB-C1电路的元器件。
两颗高压滤波电解电容规格均为400V 22μF。
来自PI的主控芯片SC1548C,内置反激式控制器、初级开关管,以及次级测检测和同步整流控制器,此外还带有HIPOT隔离保护的集成反馈链路,集成度非常高。使用时无需搭配光耦,内建多重保护功能,用于USB PD 18W输出。
充电头网了解到,采用PI快充芯片的产品还有诺基亚7原装充电器AD18-WU、小米6电源适配器、紫米APB01双模智能充电器、DVE帝闻多合一快充充电器、ZMI紫米六位延长线插座CX05等。同时,PI的快充芯片还被苹果、OPPO、ANKER、三星等知名品牌的数十款产品采用。
变压器特写。
另一颗Y电容特写,焊脚外套有绝缘塑料管。
次级同步整流MOS采用新功率NCEP6080AG,NMOS,耐压60V。
新功率NCEP6080AG资料信息。
输出端一览,变压器输出线以及协议小板打胶固定,此外还有四颗滤波固态电容。
固态电容规格均为25V 470μF,两颗并联作为USB-C2口的次级侧同步整流输出滤波。
PCB板背面一览,有一颗亿光EL 357N光耦,用于控制输出功率。
协议小板正面一览,两个USB-C口均采用的是慧能泰HUSB339协议芯片以及泰德VBUS开关管。
LM321 单运放,用来检测18W接口输出功率,控制50/60W输出协议。
USB-C2口的协议芯片特写。HUSB339是一颗高性能、高集成的USB Type-C Power Delivery(电力传输)控制器,集成了PD2.0、PD3.0、PPS、QC2.0/3.0、BC1.2、5V2.4A等充电协议;支持SOP-14L和QFN-16L两种封装模式;适用于电源适配器、车载充电器、移动电源等应用场合。HUSB339芯片已经通过了USB PD3.0认证,TID 62。
慧能泰HUSB339资料信息。
充电头网了解到,采用慧能泰HUSB339芯片的还有SlimQ 65W氮化镓USB PD快充充电器、图拉斯24W 1A1C快充充电器、图拉斯30W 1A1C USB PD快充充电器、美顺和30W USB PD快充充电器、南孚Aircharge 65W PD快充充电器、爱否开物1A1C 65W PD快充充电器、belkin 30W USB PD快充车载充电器等多款产品,芯片性能获得客户高度认可。
USB-C2口输出VBUS开关特写,泰德TDM3307A MOS管,PMOS,耐压30V。
泰德 TDM3307A 规格资料。
USB-C1口的协议芯片和VBUS开关特写。
USB-C1口输出滤波固态电容,规格均为16V 470μF,来自扬州升阳电子。
全部拆解完毕,来张全家福。
充电头网拆解总结
贝尔金这款68W氮化镓快充充电器主体机身壳磨砂处理,两侧弧面过渡,配备可折叠插脚,携带方便且使用手感好。两USB-C口均支持USB PD3.0快充标准,C1口具备5V3A和9V2A电压档位,C2口具备5V3A、9V3A、15V3A、20V3A四组电压档位。双口可同时进行快充输出,可以满足MacBook Pro和iPhone 11 Pro同时快充需求。
充电头网通过拆解了解到,这款充电器内部由两路独立电路组成:充电器AC-DC部分,USB-C1电路由PI主控芯片SC1548C搭配新功率MOS组成;USB-C2电路,则由安森美初次级控制器分别搭配纳微GaN功率芯片以及恒泰柯MOS组成。并且两个接口均采用慧能泰HUSB339作为协议识别,并支持功率智能分配,为多口USB PD快充提供最佳解决方案。
充电器两路电路层次分明,布局有条理。PCB板上下以及两侧配有黄铜散热片帮助散热,电容、变压器以及主要发热芯片打胶处理,保证内部稳定性和散热性能,产品整体设计、用料和做工都可圈可点。
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