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20W PD快充如何设计?16款经典案例大拆机

充电头网编辑部 充电头网 2021-04-04

2020年10月14日,苹果正式推出了iPhone 12 mini、iPhone 12、iPhone 12 Pro、iPhone 12 Pro Max四款机型,均搭载了iPhone有史以来最快的A14芯片。值得一提的是,今年的四款iPhone在配件方面进行了大幅度简化,首次取消了标配的充电器和耳机,充电配件仅剩一条USB-C to Lighting快充线。

此外,苹果官网在售的iPhone 11、iPhone XR、iPhone SE等机型全部都已经取消了标配充电器

当苹果宣布iPhone 12系列手机以及官网所有在售iPhone机型均不再附送充电器时,整个快充行业为之一振。上到快充芯片原厂、方案商,下至快充工厂、品牌商一夜沸腾,纷纷感受到了前所未有的商机。

据充电头网统计,目前苹果已有14款支持USB PD快充的手机,其中仅两款标配了18W快充充电器,其他机型均需自行购买。同时,近期也能明显感受到,自苹果iPhone 12发布会以来,20W PD快充充电器就成为了消费类电源中备受关注的一类产品。


尤其是随着iPhone 12系列的上市,买手机不送充电器的策略让整个市场对20W PD快充充电器的需求量暴涨。充电头网从天猫/淘宝获取销售数据显示,目前已有多款第三方20W PD快充的30天销量过万,其中仅Anker天猫旗舰店的20W PD快充月销量就突破了6万只,数据十分惊人。

为了进一步分析20W PD快充市场,充电头网基于现有产品整理一份20W PD快充充电器的拆解汇总,其中包含了16款经典产品的拆解分析,以及多套主流20W PD快充方案进行了解读。下面就统一分享给大家,希望对大家在后续的产品定位、方案选型方面有所帮助(温馨提示:点击蓝色字体可以查看详细拆解文章,以品牌英文首字母排序,排名不分先后)。



Apple苹果

1、苹果20W USB PD快充充电器

PWM主控芯片:PI定制ZN1461C

同步整流芯片:PI定制ZN1461C内置

PD快充协议芯片:赛普拉斯CYPD2134

编辑点评:苹果20W PD快充充电器在用料和做工均处于行业前沿。电源主控芯片以及协议IC分别来自PI和赛普拉斯,为深度定制的产品,这两家公司的芯片也同样被苹果其他多款USB PD快充充电器采用,性能质量获得苹果高度认可。此外初次级滤波电容均为日系大品牌,保证充电器输出纯净以及使用寿命;整机由赛尔康代工生产,做工优良。

需要补充说明的是,这款苹果20W充电器虽然外观跟18W PD充电器一样,但是内部电路、做工和用料有了众多改变,读者可以点击充电头网以往的拆解报告对比查看


Anker安克

1、Anker安克 Nano 20W PD充电器

PWM主控芯片:PI INN3265C

同步整流芯片:PI INN3265C内置

PD快充协议芯片:赛普拉斯CYPD3175

编辑点评:Anker安克 Nano 20W PD充电器采用PC阻燃材质白色外壳,输出顶面亮面设计,其余各面磨砂处理。充电器机身整体趋于立方体,十分小巧。简直可以用迷你来形容,在超小的机身内融入了20W功率,相较苹果原装5W充电器而言,功率密度是它的4倍,兼顾手机充电速度和充电器体积,使用方便。

充电器内部采用开关电源宽范围输出,次级协议芯片控制输出电压的典型架构,AC-DC部分由PI高集成主控芯片INN3265C搭配UBIQ次级同步整流MOS组成,并采用赛普拉斯USB PD快充协议芯片CYPD3175控制输出电压,Anker使用的是苹果18W充电器同厂芯片。

ANKER 20W PD快充充电器在高集成度快充方案选择以及巧妙设计的结构布局下,实现了Anker安克 Nano 20W PD充电器的超小机身。


AUKEY傲基

1、AUKEY 20W迷你 PD快充充电器

PWM主控芯片:昂宝OB2365VIDP

同步整流芯片:茂睿芯MK91738

PD快充协议芯片:慧能泰HUSB339B

编辑点评:AUKEY 20W PD快充充电器在小巧的空间内,通过巧妙地结构布局实现了高达20W的输出功率,相比苹果原装5W充电器,功率密度提高了近3倍。除了支持20W PD快充外,这款充电器还对多种主流快充协议进行了兼容,使用多种不同品牌的手机快充,应用广泛。

充电头网拆解发现,AUKEY 20W PD快充充电器内采用了四块PCB板组合的结构,充分利用空间;同时在用料方面,选用了昂宝高度集成的初级PWM芯片和茂睿芯高集成同步整流芯片,最大限度减少外围器件数量,让充电器的小型化成为可能。协议芯片选用USB-IF协会认证芯片HUSB339B,保证产品的PD快充兼容性,输出采用固态电容滤波降低纹波,输出更纯净。


Baseus倍思

1、Baseus倍思20W Super Si超级硅快充充电器

PWM主控芯片:美思迪赛MX6911

同步整流芯片:美思迪赛MX5480

PD快充协议芯片:美思迪赛MX5480内置

编辑点评:倍思新款20W Super Si快充充电器采用黑色机身壳,表面哑光,整体小巧精致。性能方面,这款充电器支持Apple 2.4A、QC2.0/3.0、AFC、FCP、PD3.0和PPS协议,具备5V3A、9V2.22A、12V1.67A、15V1.33A、20V1A、3.3-5.9V3A和3.3-11V2.2A电压档位,整体兼容性很好,面对不再标配充电器的多款iPhone机型都能很好的兼容。

充电器采用了美思迪赛半导体MX6911+MX5480极简快充方案,这套方案高度集成,外围电路十分精简,大大节省成本便于量产。此外其转换效率超过92%,因此温升表现很优秀,最大功率可达45W,用在倍思这款充电器上可谓是牛刀小试。

值得一提的是,倍思20W超级硅快充内部电路集成度业界领先,体积小巧,得益于将传统充电器中所要采用了4-6颗常用芯片,集成到了两颗主控芯片中,将超级硅技术应用到这款最新的20W快充当中,属于业界首创。


BULL公牛

1、公牛20W PD快充充电器

PWM主控芯片:PI SC1548C

同步整流芯片:PI SC1548C内置

PD快充协议芯片:慧能泰HUSB339B

编辑点评:公牛20W PD快充充电采用平时常见的扁平长条形外观,纯白色阻燃材质外壳,正面印有品牌logo,背面印着20W字样。充电器采用固定插脚设计,输出端USB-C居中,并有蓝色胶环装饰,USB-C接口的胶芯也为蓝色,设计自成一体。充电器支持5V3A、9V2A、12V1.67A输出,除了PD 20W快充之外,还兼容QC3.0、QC2.0、AFC、FCP、Apple 2.4A等充电协议,兼容多个品牌手机快充,功能实用。

充电头网拆解发现,这款充电器内部的开关电源部分采用了进口电源芯片,由PI SC1548C控制,集成度高,外围精简;协议部分采用协会PD3.0认证的芯片HUSB339控制输出,此外,这款充电器的输入和输出滤波电容均来自绿宝石,性能可靠。

公牛20W PD快充充电器无论是芯片用料选型,还是PCB布局和作用,都是出于行业主流水准。并通过合理的PCB设计,实现了便携和散热性能的均衡,提升用户的使用体验。


HKL华科隆

1、华科隆20W PD快充充电器

PWM主控芯片:矽力科技AP205B-CP

同步整流芯片:矽力科技AP405B

PD快充协议芯片:英集芯IP2723T

编辑点评:华科隆这款20W PD快充充电器采用PC阻燃材质白色外壳,表面是磨砂与亮面结合设计,输入端配备固定式插脚,整体小巧轻便。充电器支持Apple 2.4A、QC、AFC、FCP、SCP、MTK PE+2.0和PD3.0多个协议,具备5V3A、9V2.22A和12V1.66A电压档位,无论是如今炙手可热的iPhone12,还是其它品牌手机,都能很好兼容,适用性广泛。

充电头网通过拆解发现,充电器开关电源部分,采用了矽力科技AP205B-CP+AP405B全套超级硅快充解决方案,两颗芯片均内置MOS,集成度非常高,更具成本优势,此外支持20W恒功率输出,充电更稳定。协议芯片采用英集芯IP2723T,其已经通过了PD3.0 PPS认证,兼容性可靠。

设计上,输出端设有协议小板,初次级之间有隔离板隔离,PCB板空间相对富足,各元器件分布相对稀疏,避免内部积热,输出采用固态电容滤波,保证充电器可长期使用。


JSAUX几硕

1、JSAUX 20W PD Mini 快充充电器

PWM主控芯片:PI主控芯片

同步整流芯片:PI主控芯片内置

PD快充协议芯片:慧能泰HUSB339B

编辑点评:JSAUX 20W PD快充充电器采用海蓝色配色,腰身磨砂顶面亮面处理,同时顶面边缘是尖锐棱边与平缓弧面结合设计,造型上有自己独特的风格。此外也是目前众多20W PD快充充电器中唯一一款采用可折叠插脚的充电器,日常使用或携带外出都很方便。充电器支持PD3.0快充标准,最大9V2.22A 20W输出可满足iPhone12新机全速充电需求。

充电头网通过拆解发现,充电器内部采用三块PCB板组合结构,夹层间放置变压器和电容等器件,可以充分利用内部空间,将充电器体积压缩到最小。

充电器开关电源部分由PI主控芯片搭配华羿MOS组成,输出宽范围电压。输出端采用慧能泰HUSB339协议芯片控制电压输出,该芯片已经通过了USB PD3.0认证,输出滤波采用永铭固态电容滤波,有效保护爱机。


KunXing坤兴

1、小小黑20W USB PD快充充电器

PWM主控芯片:PI SC1548C

同步整流芯片:PI SC1548C内置

PD快充协议芯片:慧能泰HUSB339B

编辑点评:充电头网通过拆解了解到,小小黑科技20W USB PD快充充电器内部采用开关电源宽范围输出,次级协议芯片控制输出电压的典型架构。充电器AC-DC部分由PI高集成主控芯片SC1548C搭配维安次级同步整流MOS组成,并采用慧能泰USB PD快充协议芯片HUSB339控制输出电压。

此外充电器采用了类似“夹心饼干”结构设计,输入输出小板之间布局电解电容和变压器等元器件,元件之间打胶固定,不仅有效压缩充电器体积,内部也更加稳固。电容和变压器使用绝缘管和胶带包裹进行保护。从体积大小来看,这的确是一款黑科技产品。


MI小米

1、小米20W PD快充充电器

PWM主控芯片:立锜科技RT7752

同步整流芯片:立锜科技RT7207KB

PD快充协议芯片:立锜科技RT7207KB内置

编辑点评:小米20W PD快充延续了18W PD快充的外观风格,白色阻燃材质外壳,配备固定式插脚,支持宽电压输入;输出端USB-C口居中设置,不仅支持USB PD快充,还兼容QC3.0、QC2.0、AFC、FCP等快充协议,其中USB PD快充PDO显示具有5V3A、9V2.22A、12V/.67A三组电压档位,最大功率为20W。

充电器内部元器件布局紧凑,正面的变压器和电容之间通过注胶固定,其中一颗靠近初次级侧的高压电容和输出电容均增加绝缘套设计,增强安全性能。

小米20W PD快充充电器基于全套立锜科技电源方案开发,内部PCB布局与紫米20W PD快充如出一辙。初级侧为立锜科技RT7752,次级芯片RT7207KB内置同步整流控制器和协议识别,集成度高。同时,采用老牌芯片厂商的电源芯片,也保证的产品性能的可靠性。


Mcdodo麦多多

1、麦多多20W PD快充充电器

PWM主控芯片:芯朋AP8268

同步整流芯片:芯朋PN8309H

PD快充协议芯片:英集芯IP2723T

编辑点评:麦多多20W PD快充充电器有黑白款式可供选择,机身外壳光滑圆润,输入端配备固定式插脚,接口处设有装饰环,整体小巧精致,上手体验感好。充电器支持Apple 2.4A、QC、AFC、FCP、SCP、MTK PE+2.0和PD3.0多个协议,支持9V2.22A和12V1.66A输出,最大20W充电功率可以满足iPhone 12全速充电需求。

充电头网通过拆解发现,充电器内部采用三块PCB板组合结构,充分利用内部空间,使得这款产品体积堪称迷你,功率密度是苹果原装5W充电器的4倍。

同时在用料方面,选用了英飞凌初级开关管和芯朋微AP8268+PN8309H开关电源方案,提高转换效率。协议芯片采用英集芯IP2723T,其已经通过了PD3.0认证,性能优秀。


MNC铭普光磁

1、铭普光磁20W USB PD快充充电器

PWM主控芯片:硅动力SP6649DF

同步整流芯片:硅动力SP6516F

PD快充协议芯片:慧能泰HUSB350

编辑点评:铭普光磁20W USB PD快充充电器采用方块造型设计,整体小巧扁平。机身壳表面是亮面和磨砂结合设计,可以获得不同的使用体验感。输入端配备固定式插脚。USB-C口支持QC2.0/3.0、AFC、FCP、PD3.0和PPS多个快充协议,具备9V2.22A和12V1.67A电压档位,即使多款iPhone机型已不再标配充电器,这款产品也能满足它们的快充需求,此外也能满足其它品牌安卓手机充电需求,适用性广泛。

充电头网通过拆解发现,这款充电器开关电源采用硅动力SP6649DF+SP6516F方案,集成度高、可有效精简电路降低成本,主控芯片内置超级硅,具有转换效率高、发热低等特点;输入输出均采用全系艾华电容滤波,同时还选用了USB-IF协会认证芯片HUSB350控制电压输出,保证兼容性。总的来说,整套方案用料相当给力。

值得注意的是,这套20W PD快充方案并未跟风追求极致的小体积,而是从芯片用料到PCB结构布局,都充分考虑了产品的散热问题,所以即使长时间满载输出,充电器的外壳温度都不会过高,带给用户不一样的使用体验。


opaqi欧派奇

1、欧派奇20W USB PD快充充电器

PWM主控芯片:硅动力SP6649HF

同步整流芯片:东科DK5V85R15S

PD快充协议芯片:凌拓微LT1011PC

编辑点评:欧派奇20W USB PD快充充电器机身非常小巧,日常使用十分方便;有黑白两种款式,采用PC阻燃材质外壳,表面哑光处理,侧面之间过渡圆润,整体设计风格简约。可满足各种安卓手机日常快充需求,面对即将到来且可能不标配充电器的iPhone 12,这也是个不错的选择。

这款充电器内部采用开关电源宽范围输出,次级协议芯片控制输出电压的典型架构。充电器AC-DC部分采用硅动力SP6649HF+东科DK5V85R15S同步整流方案,内置MOS管集成度高,可有效精简电路并降低成本,输出端采用凌拓微LT1011PC进行协议识别。

整个充电器核心功能靠三颗芯片即可完成,造就如此小巧的充电器。此外输入输出端打胶加固,板子上配有导热垫,避免局部温升过高,保证充电器稳定工作。


RAGAU睿高

1、睿高20W PD快充1A1C充电器

PWM主控芯片:矽力科技AP205B-CV

同步整流芯片:矽力科技AP405B

PD快充协议芯片:英集芯IP2726

编辑点评:RAGAU睿高20W快充充电器采用PC阻燃材质白色外壳,表面钢琴烤漆工艺处理,输入端配备固定式插脚,整体小巧轻便。充电器采用1A1C双口设计,接口支持QC、AFC、FCP、SCP、MTK PE+2.0、PD3.0和PPS多个快充协议,兼容性广泛,使其不挑设备。双口均支持20W快充输出,满足包括iPhone 12在内的绝大多数机型的日常快充需求。

充电头网通过拆解发现,充电器开关电源部分采用了矽力科技AP205B-CP+AP405B超级硅快充解决方案,两颗芯片均内置MOS,集成度非常高,更具成本优势,此外支持20W恒功率输出,充电更稳定。

睿高20W PD快充充电器的双口输出由英集芯IP2726协议芯片进行控制,输出VBUS开关管同样采用矽力科技AP2318GE,初级开关芯片上有导热垫降低温升。


UGREEN绿联

1、绿联20W PD快充充电器

PWM主控芯片:昂宝OB2365

同步整流芯片:昂宝OB2004ZCP

PD快充协议芯片:昂宝OB2613

编辑点评:绿联20W PD快充充电器采用扁平外壳,有黑、白两种配色可选,输入为固定插脚,单口输出支持USB PD3.0 PPS快充协议,最大功率20W,可为iPhone 12全速充电。此外,充电器还支持QC3.0、QC2.0、Apple 2.4A快充协议,兼容QC4+快充。

充电头网拆解了解到,这款20W PD快充充电器内部设计较为紧凑,正面变压器和电容等元器件之间的间隙通过硅胶填充,增强导热性和元器件稳定性,并且初级和次级之间有镂空和加装绝缘板的设计。

绿联20W PD快充采用了昂宝OB2365+OB2004ZCP+OB2613全套方案,这也是业界为数不多的初次级和协议芯片均来自同一家提供供应商的20W PD快充方案。方案由原厂工程师调校,整体性强,一致性好。


ZMI紫米

1、紫米20W USB PD快充充电器

PWM主控芯片:立锜科技RT7752

同步整流芯片:立锜科技RT7207KB

PD快充协议芯片:立锜科技RT7207KB内置

编辑点评:紫米20W PD快充充电器腰身洁白圆润,输入端配备固定式插脚,USB-C口设在顶面中心,整体设计小巧精致,上手体验感好。充电器支持QC、AFC、FCP、PD3.0多个协议,支持9V2.22A和12V1.66A输出,最大20W PD快充可以满足iPhone 12系列、iPhone11系列等手机的充电需求,极具性价比。

充电头网通过拆解发现,充电器的主控和协议芯片采用立锜全套方案,立锜为MTK全资子公司,属于台系大厂。初级开关MOS和同步整流MOS分别来自维安和万代,此外还使用了艾华和钰邦电容进行输入输出滤波,整体用料扎实。

做工方面,变压器和电容打胶处理,电容全部套上绝缘管进行保护,USB-C母座也使用钢套进行加固,不易形变。内部整体做工保证了充电器能够长期稳定使用。


ZENDURE征拓

1、征拓20W PD快充充电器

PWM主控芯片:昂宝OB2631

同步整流芯片:昂宝OB2004ZCP

PD快充协议芯片:昂宝OB1613

编辑点评:征拓20W PD快充充电器采用mini的机身设计,外形呈方块状。充电器配备固定插脚,USB-C输出支持5V3A、9V2.22A、12V1.67A,以及3.3-5.9V3A、3.3-11V5A五组PDO,兼容iPhone 12系列手机20W PD快充。此外,充电器还兼容QC3.0、QC2.0、FCP等快充协议,对其他多个品牌手机也可快快速充电。

充电头网拆解了解,这款充电器内部采用昂宝全套快充电源方案,AC-DC开关电源部分,由OB2631搭配OB2004ZCP组成,两颗芯片均为内置MOS设计,从而实现了精简的外围;协议芯片OB2613已经通过了USB-IF协会认证,兼容性有保证。

在体积控制方面,除了应用高集成芯片之外,这款充电器还采用了三块PCB板组合的结构,充分利用内部空间。同时还增加了塑料绝缘骨架,用于绝缘和支撑。


充电头网总结


苹果iPhone 12系列不标配充电器的策略属于一大行业创举,同时也给USB PD快充行业注入新的动力。事实也证明了苹果的这一做法彻底激活了一个全新的20W PD快充市场,而且市场容量增速迅猛,这也让USB PD快充产业链上下游成员也迎来了一个前所未有的红利期。

总的来说,这一波20W PD快充市场机遇对所有第三方配件厂商来说都是平等的,充电头网也早在iPhone 12发布会之前就发布了相关文章预测了这一市场趋势。提前布局了20W PD快充产品线的企业,如今已经占得先机,并开始享受行业变革带来的红利。而对于正处在观望中的企业来说,文章中的这16款经典20W PD快充拆解将成为他们后续产品开发中不可多得的参考案例,值得收藏。


iPhone 12不配充电器带来的PD快充红利期刚刚开始,入局否?


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1、不止iPhone12,旧款iPhone也不配充电器

2、苹果原装20W PD快充充电器首发评测
3、苹果20W USB PD快充首发拆解!

4、比手机更专注:iPhone充电器发展之路

5、iPhone12手机不送充电器,这些快充上市公司获益

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7、如何快速开发iPhone12迷你快充?8款20W电源方案推荐

8、如何快速开发iPhone12快充充电宝?11家单芯片方案推荐

9、iPhone12上市引发快充需求暴涨,80家充电器工厂获益

10、iPhone 12充电实测:5W、10W、18W、20W、65W五个数据一次看够

11、5W到65W,不同充电器为iPhone 12 Pro的充电全程变化如何?实测揭晓


据悉,充电头网将于12月18日在深圳举办2020(冬季)USB PD&Type-C亚洲展,届时将有众多快充芯片原厂和产业链成员到场,共同探讨USB PD快充行业的现在与未来,点击阅读原文可提前报名。

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