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首款45W双USB-C口氮化镓充电器拆解

充电头网编辑部 充电头网 2020-09-08


---- 充电头网拆解报告 第1310篇 -----


罗老师代言的65W 2C1A氮化镓快充之后,倍思连续开发了多款氮化镓快充,在45W功率级别,就推出了1A1C和双C口两款氮化镓充电器,今天充电头网就和大家分享倍思双C口氮化镓充电器的拆解。这款产品两个接口支持全协议,单口最大支持盲插输出45W,性能完全一致,十分方便,双口输出时为30W+18W。


随着倍思45W、65W120W氮化镓充电器的相继推出,不仅使得倍思氮化镓充电器完美覆盖了充电市场最热门功率段,满足不同消费者的选购需求,而且每款充电器都有丰富的接口和充电协议,性能上可以满足各类充电设备的快充需求。


一、倍思双USB-C口氮化镓充电器外观


包装盒采用倍思典型黄白配色,顶部带有挂钩方便悬挂展示,正面印有Baseus品牌、充电器和数据线外观图、GaN、Mini Quick Charger和C+C 45W等字样。

盒子背面是产品使用场景图以及相关参数信息。

内部塑料盒设计有两个凹槽,分别用来放置充电器和数据线,并且充电器外套有防尘袋。

包装内全部东西一览,包括充电器、C to C数据线、收纳袋、使用说明书和保修卡。充电器机身包裹防刮塑料膜。

数据线使用橡胶圈捆扎,线缆两端做了抗弯折处理,塑料壳磨砂处理并设计有小凹面,方便用户插拔使用。

倍思45W氮化镓充电器形状为长方体,主体机身壳表面哑光处理,靠近输入端区域则为亮面设计,腰身各面之间过渡圆润。机身上设计有LED灯和Baseus品牌。

另一侧面上印有45W功率、CCGAN45CC型号、品牌方:深圳市时商创展科技有限公司,生产者:东莞市冠锦电子科技有限公司。

输入端外壳上标注有充电器的相关参数信息
产品尺寸:62*32*30mm
重量:85g
输入:100-240V~50/60HZ 1.5A
USB-C1/C2单口输出:3.3-11V/3A,5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V2.25A  Max
双口同时输出:30W+18W或18W+30W(30W:5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A;
18W:5V3A、9V2A、12V1.5A)
产品已经通过了3C认证。

充电器配备的是可折叠国标插脚,便于收纳,携带方便。

输出顶面两个USB-C口黑色胶芯不露铜,接口旁印有标识,方便区别。

通电后LED灯亮淡蓝色光,方便夜间充电时确定位置。

使用游标卡尺实测充电器长度为62.25mm。

厚度为29.85mm。

高度为31.85mm。根据三围参数可计算出功率密度,倍思45W氮化镓充电器按照45W来计算功率密度为:0.76W / cm³。

充电器横截面和一元硬币大小直观对比。

和苹果61W以及30W充电器直观对比,倍思这款氮化镓充电器体积优势明显。

净重约为86g。

拿在手上直观一览,十分小巧轻便。

使用ChargerLAB POWER-Z KT002检测USB-C1口的输出协议,显示支持Apple 2.4A、Samsung 5V/2A和DCP协议,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、MTK PE+2.0等多个快充协议。

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、9V3A、12V3A、15V3A、20V2.25A五组固定电压档位以及一组3.3-11V/5A的PPS电压档位。

另外使用KT002检测发现USB-C2口同样支持Apple 2.4A、Samsung 5V/2A、DCP、QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、MTK PE+2.0等协议。

此外PDO报文也和USB-C1口的一样。两个USB-C口单口输出性能完全一样,支持盲插使用更方便。

二、倍思双USB-C口氮化镓充电器拆解

将输入端外壳拆开,插脚使用螺丝和塑料板进行封装固定,正负极分别采用导线焊接和弹片接触两种连接方式来进行通电。

将PCB板取出,变压器覆盖U型黄铜散热片。

取下散热片,PCB板正面一览,三段式布局层次分明;输出端设有两块小板,并且和变压器之间有隔离板;板子正面元器件全部打胶加固处理。

PCB板背面一览,PI GaN主控芯片和Y电容横跨在初次级之间,初次级区间分明。

经过对充电器正背面电路分析发现,倍思45W 双C口氮化镓充电器内部采用时下热门的开关电源定压输出,双路独立二次降压输出的设计架构。下面我们就从输入端开始一一了解各元器件的信息。

输入端一览,焊接有贴片保险丝、NTC浪涌抑制电阻、共模电感、安规X电容、工字电感以及三颗高压滤波电解电容。

陶瓷保险丝特写,贴片焊接,规格为2A 250V。

绿色NTC浪涌抑制电阻用于抑制上电浪涌电流。

共模电感双线绕制,用于滤除EMI干扰。

安规X电容容量0.1μF。

MB40M整流桥特写。

工字电感外套蓝色塑封皮绝缘。

三颗电容均为永铭KCX系列铝电解电容,且规格都是400V 22μF。这是永铭2019年推出的快充电源专用产品,其工作温度范围在-55℃~105℃,3000小时寿命,并具备抗雷击、低漏电流(低待机功耗)、高纹波电流、高频低阻抗等性能优势。


充电头网了解到,凭借小体积的特点,永铭KCX系列电解电容还被京造65W 1A1C氮化镓快充充电器努比亚65W 2C1A氘锋氮化镓快充毕亚兹2C1A 65W氮化镓快充SlimQ 65W氮化镓USB PD快充爱否开物1A2C 65W PD氮化镓快充等产品采用,获得客户一致认可


PCB板侧面一览,电解电容旁边分别是PWM主控芯片供电电容和变压器。

供电电容同样来自永铭,规格为50V 4.7μF。

充电器主控芯片采用PI SC1933C,该芯片内置GaN功率器件,属于PI的PowiGaN系列,也是PI推出的首款GaN电源产品,支持宽输入范围下65W输出,用于45W充电器属于降额使用。得益于氮化镓功率器件高频率低损耗的优势,能够提高充电器的功率密度,减小体积和重量,更加便于携带。

PI SC1933C无需外围元件即可提供精确的恒压/恒流/恒功率,并轻松与外接快充协议接口IC协同工作,因此适用于高效率反激式设计,内置同步整流控制器和反馈,更加节省外部元件。


充电头网拆解了解到,该芯片此前已被omthing万魔65W 2C1A氮化镓快充充电器京东京造65W 2C1A氮化镓快充充电器RAVPower 61W氮化镓USB PD充电器ANKER 60W氮化镓双USB-C口充电器ANKER安克4口氮化镓桌面PD快充充电器A2045采用。

此外PI高集成快充芯片还被三星原装45W USB PD快充充电器小米9手机27W原装充电器OPPO原装65W氮化镓快充充电器谷歌Pixel手机标配USB PD充电器数十款产品采用,性能获得客户广泛认可。


变压器特写,全身包裹绝缘胶带,侧身上贴有信息标签。

来自四川特锐祥科技股份有限公司的贴片式Y电容,具有体积小,重量轻等特色,体积和重量仅为传统插件电容的十分之一左右。

据了解,特锐祥贴片Y电容产品具备可靠性高、抗振能力强、焊点良率高、高频特性好、可减少了电磁和射频干扰等特性,同时还易于实现自动化生产,提高生产效率,节省材料、能源、设备、人力、时间成本。在满足空间集约和性能条件的前提下,整体成本比传统更有优势。可以广泛应用于消费类电子、计算机和通信、工业电器、汽车电子、新能源、航天军工等行业领域,目前已在全球范围内取得CQC认证、UL认证、VDE认证、ENEC认证,安规500V、ISO9001等相关认证。 

特锐祥贴片Y电容规格资料信息。 充电头网了解到,采用特锐祥贴片Y电容的产品还有倍思120W氮化镓+碳化硅PD快充充电器飞频65W USB PD氮化镓充电器鸿达顺65W 2C1A氮化镓快充充电器等产品。


新功率次级同步整流MOS,NCEP070N10AGU,耐压100V。

输出端一览,两个USB母座均采用小板垂直焊接。经观察发现,两块小板上的元器件设计一样,均是一颗降压协议芯片搭配两颗同步整流输出MOS,以及降压电感和输出滤波固态电容。

将两块小板拆掉,夹在两块小板之间的是一颗次级同步整流输出滤波固态电容,规格为25V 560μF。

旁边是一颗无丝印MCU,用于双口输出功率智能调节,实现30+18W双口快充模式。

USB-C1小板背面是一颗智融SW3510,用于C1口同步整流降压和协议识别。智融SW3510是一颗内置有USB-C口识别及多种快充功能的高集成度双口充电芯片,支持A+C口任意口快充输出,支持双口独立限流。

此外其集成了5A高效率同步降压变换器,支持 PPS、PD、QC、AFC、FCP、SCP、PE、SFCP等多种快充协议,CC/CV 模式,以及双口管理逻辑。外围只需少量的器件,即可组成完整的高性能多快充协议双口充电解决方案。

智融SW3510详细资料信息。

充电头网了解到,采用智融SW3510的还有征拓65W氮化镓充电器绿联2A2C 48W智能充电器倍思45W USB PD快充充电器倍思60W 2A1C USB PD快充充电器摩米士65W 2C1A氮化镓快充充电器倍思30W USB PD双口充电器ROCK洛克30W QC4+双口车载充电器等多款产品,此外智融的快充芯片还可用于USB PD快充移动电源、快充车充等领域


智融SW3510外挂两颗MOS管用于为USB-C1口输出同步整流降压。

两颗MOS管均采用的锐骏RUH4040M2,NMOS,耐压40V。

锐骏RUH4040M2详细资料。


充电头网了解到,采用锐骏MOS的产品还有毕亚兹65W 2C1A氮化镓充电器京造63W USB PD三口快充充电器、倍思45W USB PD快充充电器( 1A1C)倍思60W 2A1C USB PD快充充电器爱否开物1A2C 65W PD氮化镓充电器等。


输出滤波固态电容规格为25V 220μF,永铭NPX系列固态电容。该系列电容具有小体积、低ESR、高容许纹波电流、高可靠性等特点。


充电头网了解到,永铭NPX系列固态电容此前已被鸿达顺65W 2C1A氮化镓快充充电器图拉斯24W 1A1C快充充电器努比亚65W氮化镓充电器图拉斯30W 1A1C USB PD快充充电器等多款产品采用,获得客户的高度认可。


USB-C2口同样采用智融SW3510进行同步整流降压和协议识别。如此设计便能实现双C口任意口都能输出45W功率。

并且外挂的两颗MOS管也是锐骏RUH4040M2。

降压电感特写,磁环线绕,打胶固定。

输出滤波固态电容规格为25V 220μF。

全部拆解完毕,来张全家福。

充电头网拆解总结

倍思45W 双C口氮化镓充电器机身修长,搭配可折叠插脚,携带方便。两个输出口均支持QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PD3.0快充,具备5/9/12/15V3A、20V2.25A和3.3-11V/5A电压档位,兼容的协议很丰富。双口支持30W+18W快充输出,可同时为两台设备充电,降低充电时间成本。

充电头网通过拆解了解到,这款充电器整体电路采用开关电源和两路DC-DC架构,其中开关电源部分,由PI高集成主控芯片SC1933C搭配新功率同步整流MOS,输出固定电压;然后两路均采用智融SW3510搭配锐骏MOS实现二次降压输出。两颗智融SW3510搭配一颗MCU即可实现双口盲插最大都是45W,双口30W+18W输出功率模式。

电路板三段式设计,初次级层次分明,PI高集成主控芯片和永铭电容的使用有效减小充电器体积;输入端配有散热片,变压器使用绝缘胶带包裹,内部元器件全部打胶处理,使得充电器稳定性以及散热性能有保证。



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