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自研Bypass电路拓扑,爱兰博10000mAh二合一60W氮化镓快充拆解

充电头网编辑部 充电头网 2022-04-22


----- 充电头网拆解报告 第1753篇 -----


最近充电头网拿到了爱兰博一款移动电源和氮化镓快充二合一产品,将60W氮化镓充电器和10000mAh移动电源结合在一起设计,配备双USB-C接口,无论是充电器模式还是移动电源模式,两个C口性能都一样,日常使用十分方便。

 

两个C口均支持60W快充,既可以满足笔电快充需求,还能满足两台iPhone 12 20W快充需求,相当实用。


而且值得一提的是,这款产品内部创新性的采用了任意一路Bypass电路拓扑,相比常规电路拓扑,在无需任何IC的情况下实现独立参考源的DC/DC并联供电,同时整体系统效率提升3%-4%,可以说是非常厉害的新技术。

 

下面充电头网就对这款产品进行详细拆解,看看设计做工如何。


一、爱兰博二合一氮化镓充电器外观

 


这款二合一充电器采用PC材质塑料外壳,主体机身亮面设计,输出端采用灰色盖板装饰,表面磨砂,机身边角过渡圆润。

 


机身正面中心设有LED灯,下方印有产品名称和触摸标识。触摸标识区域,LED灯便会亮蓝光。

 


侧身外壳上印有产品参数

型号:PST-60C2PB

AC输入:100-240V~50/60HZ 

USB-C输入:5/9/12V 18W Max

电池输入:8.4V2A Max

 

充电器模式:

USB-C1/C2输出:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3A  Max

总输出:60W Max

 

移动电源模式:

USB-C1/C2单口输出:5V3A、9V3A、12V3A、15V2.67A、20V2A  Max

USB-C1/C2双口输出:5V3A、9V2.22A、12V1.67A

总输出:40W Max

电池容量:9600mAh

产品已经通过了CE、FCC、ETL、RoHS认证,以及VI级能效认证。

 


插脚两侧加入双翼设计,日常使用更加稳定。中心处设有应急照明灯, 当插脚收起时, 应急照明灯会熄灭。当插脚打开时, 应急照明灯会自动亮起, 以便用户在夜间找到墙上插座,或应急照明使用。

 

应急照明灯还具有AC输入检测功能,当检测到交流电时,应急照明灯会自动熄灭,无交流电输入时会自动启动。当停电时,应急照明灯还能帮助用户找到产品。据了解此功能还申请了实用新型专利。

 


提示语表明插脚展开灯就会亮,实际上也是如此,提醒用户收回插脚。

 


输出端配有两个一样的USB-C接口,都支持双向快充,功率20-60W。两口支持盲插60W(充电器模式) 或盲插40W(移动电源模式)。

 


测得机身长度为81.4mm。

 


宽度为75.92mm。

 


厚度为32.39mm。

 


和苹果61W充电器直观对比,稍微长一点。

 


拿在手上的直观感受。

 


净重约为291g。

 


充电器模式下,使用ChargerLAB Power-Z KT002测得USB-C口支持Apple2.4A、Samsung 5V2A和DCP协议,以及QC2.0/3.0、PD3.0、PPS快充协议,最大功率能达到60W。

 


此外具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3A五组固定电压档位。

 


另一个C口在充电器模式下输出协议相同。

 


PDO报文也完全一样。

 


移动电源模式下,使用KT002测得USB-C口同样支持Apple2.4A、Samsung 5V2A、DCP、QC、PD3.0、PPS快充协议,最大功率能达到40W。

 


PDO报文显示具备5V3A、9V3A、12V3A、15V2.66A、20V2A五组固定电压档位。

 


移动电源模式下,两个C口输出协议也相同。

 


PDO报文也相同,即无论是充电器模式还是移动电源模式,两个C口单口输出性能完全一样,支持功率盲插,使用十分方便。

 

二、爱兰博二合一氮化镓充电器拆解

 


首先将输出端盖板拆开,采用卡扣封装固定。

 


接着可以沿侧身将机身壳拆开,超声波焊接封装,外壳上贴有触摸铜箔。

 


PCB板使用螺丝固定。

 


拆掉螺丝取出PCB板,插脚为单独模组设计,金属片接触通电,电池采用黑色塑料壳绝缘保护。

 


除塑料壳外,电池还贴有纳米隔热材料进行隔热处理,隔热垫背面,贴有黑色石墨烯贴纸,以均衡电池温度,提高电池安全性能,两端贴有青稞绝缘纸。

 


这款产品采用的是21700 NCA锂电池,两颗串联。

 


主板一侧布局充电器,并配有散热片帮助散热,散热片包裹绝缘胶带。

 


散热片锡焊固定。

 


拆掉散热片,主板以及侧边小板背面均贴有导热垫帮助导热。

 


正面一览,电容、变压器等打胶固定,初次级间设有隔离板。整体布局相当紧凑,空间利用率很高。

 


据了解,此款产品使用了一种特殊的电路拓扑。相较于双路DC/DC需要同时进行降压工作的常规拓扑,这款产品使用了一种任意一路Bypass的独创电路拓扑。并且搭配了一种创新式互调电路, 实现独立参考源的DC/DC并联供电。

 

此种独创电路拓扑在整体系统效率上改进了3%-4%。更为令人惊讶的是,以上的电路系统的实现,完全是由模拟电路搭建而成(上图红框所示处),并未使用任何IC。据了解,上述电路已经申请了发明专利。  

 


前端焊接一块LED小板,左侧一颗电感沉板设计。

 


将侧边小板拆掉,正面有电容、变压器等。

 


主板上设有保险丝、X电容、滤波电容等,输出端有两颗升降压电感以及两颗滤波固态电容。

 


延时保险丝规格为3.15A 250V。

 


安规X电容特写,焊脚套有绝缘管。

 


共模电感特写,滤除EMI干扰。

 


ABS210整流桥,两颗均摊发热。

 


三颗高压滤波电解电容均为永铭KCX系列,其中两颗规格为400V 27μF。这是永铭19年推出的氮化镓快充电源专用产品,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系列电解电容还被公牛65W氮化镓快充飞利浦65W氮化镓快充插座摩米士65W 2C1A氮化镓快充充电器柚比30W 1A1C氮化镓快充充电器京造65W 1A1C氮化镓快充充电器努比亚65W 2C1A氘锋氮化镓快充等产品采用,获得客户一致认可

 


第三颗规格为400V 22μF。

 


工字电感特写,外套热缩管。

 


第三颗滤波电容品牌为yunrui,规格为400V 22μF。

 


主控芯片供电电容规格为50V 10μF。

 


变压器特写,缠绕铜箔屏蔽。

 


侧边小板背面设有主控芯片、氮化镓功率芯片以及贴片Y电容等。

 


另一面还有光耦以及一颗MOS管。

 


开关电源主控芯片采用ON安森美NCP1342,这是一颗高频准谐振反激初级PWM控制器,内置主动X2电容放电和多重完善的保护功能,具有超低的待机功耗。

 


高压开关MOS管采用英诺赛科INN650D02氮化镓功率芯片,额定耐压为650V,峰值耐压750V,导阻低至0.2Ω,符合JEDEC标准的工业应用要求,支持ESD保护,支持开尔文源极。最高工作温度150℃。

 

INN650D02 “InnoGaN”开关管高频特性好,且导通电阻小,适合高频高效的开关电源应用,采用DFN8*8封装,具备超低热阻,散热性能好,适合高功率密度的开关电源应用。

 

值得一提的是,INN650D02 “InnoGaN”开关管基于业界领先的8英寸生产加工工艺,是目前市面上最先量产的先进制程氮化镓功率器件,这项技术的大规模商用将推动氮化镓快充的快速普及。

 


英诺赛科 INN650D02 详细资料。

 

充电头网拆解了解到,该氮化镓开关管还被联想小新100W双C口氮化镓快充努比亚30W氮化镓快充努比亚120W 2C1A三口氮化镓快充品胜65W 2C1A氮化镓快充红魔手机6 Pro标配120W PD氮化镓快充REMAX 100W氮化镓充电器摩米士100W 2A2C氮化镓快充努比亚65W PD氘锋氮化镓快充飞频65W PD氮化镓充电器魅族65W氮化镓充电器等多款产品采用,芯片质量获得市场认可。

 


HK1017光耦,用于初级次级通信,反馈调节输出电压。

 


贴片Y电容来自四川特锐祥科技股份有限公司,具有体积小、重量轻等特色,非常适合应用于氮化镓快充这类高密度电源产品中。

 

特锐祥专注于被动元器件的研发、生产及销售,注册资本1亿元。旗下有自主电容品牌两类:SMD TRX及DIP TY电容器,TRX将致力于陶瓷材料的研究,以拓展更多品类的应用,为客户提供更多的解决方案。

 


充电头网了解到,特锐祥贴片Y电容除了被麦多多100W氮化镓OPPO 65W超级闪充氮化镓充电器联想90W氮化镓快充努比亚65W氮化镓充电器倍思120W氮化镓+碳化硅PD快充充电器等数十款大功率充电器使用外,也可应用于海陆通第一卫贝尔金等品牌20W迷你快充上,性能获得客户一致认可

 


丝印3347的MOS管,用于端口输出控制。

 


输出端小板正面焊接滤波电容并打胶固定。

 


背面有导热垫和散热片帮助散热。

 


拆掉散热片可以看到有同步整流控制器和整流管。

 


同步整流控制器采用杰华特JW7726B,支持CCM、DCM、QR和ACF模式,在振铃期间能有效防止同步整流MOSFET的误开通;具有快速关断能力以便能兼容CCM;在启动过程中(VCC建立之前)能有效防止门极gate被耦合至开启电压。据了解,目前JW7726系列产品累计发货量已接近千万颗

 


杰华特JW7726B资料信息。


充电头网拆解了解到,杰华特JW7726还被睿元实业33W 1A1C氮化镓快充REMAX 30W氮化镓充电器等产品采用。



同步整流管采用龙腾LSGN10R080,耐压100V,DFN5x6封装。

 


输出滤波固态电容来自云星电子,规格为25V 220μF。

 


另一颗也是来自云星电子,规格为25V 470μF。

 


USB-C母座特写,黑色胶芯不露铜。

 


另一个母座特写。

 


再回到主板,正面还有滤波电感、电容以及热敏电阻。

 


主板背面,左侧是两颗主控芯片以及两组8颗MOS管组成的升降压电路。

 


检测插脚收放的霍尔元件。



丝印3016M。

 


为电池充电的降压电感特写,外套热缩管保护。

 


丝印3346。

 


至诚微 ZCC6688T,锂电池充电IC,为内置锂电池充电。

 


电池保护IC特写。

 


丝印233DH的触摸检测IC。

 


两颗主控芯片打磨处理,信息不详。

 


两组8颗3016M MOS管,用于配合主控芯片进行升降压电压转换。

 


两颗升降压电感特写。

 


输出滤波固态电容来自云星电子,规格为25V 220μF。

 


另一颗特写,规格为25V 220μF。

 


热敏电阻特写。

 


输出VBUS开关管特写,丝印3345。

 


另一颗特写,丝印3347。

 


用于提示插脚受否收好的LED灯特写。

 


全部拆解完毕,来张全家福。

 

充电头网拆解总结


爱兰博这款二合一氮化镓充电器主体高光亮面设计,边角过渡圆润,实用手感很好。而产品的一大特色是配有两个LED灯,一个触摸发光,一个是展开插脚发光且具备断电发光应急照明功能,夜间以及应急条件下使用会很方便。产品配备双USB-C接口,支持QC、AFC、FCP、PD快充协议,具备5-20V齐全电压档位,功率涵盖20W-60W,上可满足笔电快充,下可满足两台手机同时快充,性能实用。

 

充电头网通过拆解发现,这款产品独到之处在于其搭建的特殊模拟电路以实现任意Bypass, 独立参考源的DC/DC并联供电,在市面上完全没有先例。同时充电器部分采用了安森美主控搭配杰华特同步整流控制器JW7726B组成高频QR开关电源,氮化镓功率芯片采用英诺赛科INN650D02。

 

两颗主控芯片同时也是移动电源主控芯片,不过信息不详。另外采用永铭和云星小体积电容进行输入输出滤波,帮助压缩体积。另外充电器内部设有热敏电阻进行温度监控,主要发热器件也都配有散热片和导热垫帮助散热,整体用料做工都比较讲究。


峰会预告


7月30日,,届时将有多家氮化镓、碳化硅快充芯片原厂及快充产业链配套企业出席,共同探讨第三代半导体快充发展新趋势。



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