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拆解报告:倍思新款65W GaN2 Pro氮化镓快充充电器

充电头网编辑部 充电头网 2022-04-22


----- 充电头网拆解报告 第1757篇 -----


最近充电头网拿到了倍思第二代65W GaN2 Pro氮化镓充电器,这款充电器配有2C1A三个接口,两个C口单口输出性能完全一致,最大输出功率均为65W,可盲插使用;USB-A口支持60W输出。C1口和另外任意一个接口支持45W+18W充电模式,满足两台设备同时快充需求。相较于前一代虽然外观上没有多大差别,但是体积更小、快充协议更多、功率更高,全方面做了提升。


下面我们就对这款产品进行详细拆解,一起来看看倍思新一代65W GaN2 Pro氮化镓快充充电器内部做了哪些改变和优化。


一、倍思65W氮化镓充电器外观



包装盒顶部带有挂钩,方便产品进行展卖。正面有Baseus品牌、充电器外观图以及GaN2 Pro字样。



盒子背面是充电器使用场景图以及相关参数信息。



打开包装,内部采用塑料盒对产品进行固定保护,充电器外套有防尘袋。



包装内全部东西一览,包括充电器、使用说明书和保修卡等。



CC数据线使用魔术扎带捆绑整理,扎带上印有Baseus品牌。



使用卷尺测得数据线长度约为1.1m。



使用ChargerLAB POWER-Z KM001C检测,显示该线缆带有E-Marker芯片,电力传输能力为20V/5A,数据传输能力为USB 2.0。



倍思新款65W GaN2 Pro氮化镓充电器外观沿用家族ID设计,PC阻燃材质机身壳表面磨砂处理,腰身各面之间过渡圆润,整体洁白小巧,携带方便。



机身正面左下角设计有Baseus品牌,右上角是一颗LED指示灯。



背面靠近输入端处印有65W和GaN2 Pro字样,产品型号为CCGAN65C2,由深圳市喜微科技有限公司生产。



输入端外壳上印有充电器的参数信息

输入:100-240V~50/60HZ 1.5A

USB-C1/C2输出:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A  Max

USB-A输出:4.5V5A、5V4.5A、5V3A、9V3A、12V3A、20V3A  Max

USB-C1+USB-C2输出:45W+18W

USB-C1+USB-A输出:45W+18W

USB-C2+USB-A输出:5V3A(15W Max)

USB-C1+USB-C2+USB-A总输出:45W+15W

产品已经通过了3C认证。



此外输入端配备可折叠国标插脚,携带方便且不会刮伤包里其它设备。



输出顶面配有2C1A三个接口,两个C口黑色胶芯不露铜,USB-A口橘红色胶芯。



使用游标卡尺实测充电器机身长度为70.31mm。



宽度为31.89mm。



厚度为36.11mm。通过三维可以计算得出充电器体积为80.97cm³,功率密度为0.8W/cm³。



和苹果61W充电器直观对比,体积优势明显。



横截面和一元硬币大小直观对比,要大一些。



拿在手上的直观感受。



充电器净重约为130g。



接通电源LED指示灯亮淡绿色光。



使用ChargerLAB POWER-Z KT002检测USB-A口输出协议,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多个快充协议。



另外使用KT002检测USB-C1口输出协议,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、20V3.25A五组固定电压档位以及3.3-11V/5A一组PPS电压档位。



使用KT002检测发现USB-C2口输出协议和C1口的完全一样,同样支持Apple 2.4A、Samsung 5V/2A、DCP、QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、MTK PE+2.0协议。



除此之外USB-C2口也支持USB PD3.0快充标准,具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五组固定电压档位以及3.3-16V/4A一组PPS电压档位。


二、倍思65W氮化镓充电器拆解



将输入端外壳拆开,插脚使用螺丝和黑色塑料板封装固定,并且和电路板通过导线焊接和金属弹片接触两种连接方式进行通电。



PCB板正面覆盖U型黄铜散热片,并且和元器件之间设有绝缘隔离板。



电路板背面同样配有散热片,且边缘粘贴绝缘胶带。



散热片下面是绝缘板和导热垫,绝缘板对应主控芯片位置镂空处理,使导热垫直接与散热片接触,导热效果更好。



将正面的散热片也拆下,绝缘板上也有导热垫。



PCB板正面一览,各元件布局十分紧凑,空隙中注胶填充,增强内部稳定性和帮助导热。输入输出端均设有小板,充分利用内部空间。



PCB板背面一览,只有一颗主控芯片横跨在初次级之间。


经过对充电器电路观察分析发现,倍思65W GaN2 Pro氮化镓快充充电器采用时下热门的开关电源定压输出,独立降压多路输出的设计架构。其中C1口一路,USB-C2和A口为一路,两路独立二次降压、三口输出功率智能分配。下面我们从输入端开始深入了解整个电路设计情况。



输入端一览。



延时保险丝特写,规格为3.15A 250V。



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电容容量为0.22μF,来自DGCX东莞市成希电子有限公司。



PCB侧面一览,垂直焊接两块小板。



输入端小板背面两颗YBS8010整流桥,用于均摊发热。



将小板拆下,正面设有滤波电感和电容。



滤波电感外套热缩管。



高压滤波电解电容为y.u.g品牌,来自深圳市昱光电子有限公司。工作温度范围:-40℃~105℃,具备抗雷击、耐纹波、高频低阻等优势,可以为快充优化产品结构、提升组装工艺发挥作用。



电容规格为400V 47μF。



PCB板另一侧一览。



两颗高压滤波电解电容规格均为400V 27μF,永铭KCX系列。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



第三颗规格为400V 22μF。



主控芯片供电电容同样来自永铭,规格为50V 10μF。



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。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。




变压器特写,全身包裹绝缘胶带。



输出抗干扰蓝色Y电容,也是来自成希电子。




次级同步整流MOS,采用士兰微SGVP107R0NL5,耐压100V。



同步整流输出滤波固态电容,规格为25V 470μF,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。



另一颗规格为25V 330μF。



输出端一览,三个USB母座分别焊接在小板上。



将USB-C1口所在小板拆下,电感和电容使用绝缘胶带包裹,并且电感下面还垫有青稞绝缘纸。



小板另一面一览。



一颗无丝印MCU,用于双路输出功率智能调节。



采用智融SW3516主控芯片作为USB-C1接口的降压控制和协议识别。这是一款高集成度的多快充协议双口充电芯片,支持A+C口任意口快充输出,支持双口独立限流。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、低压直充等多种快充协议,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。可广泛应用于USB PD双口快充车充、USB PD双口快充充电器以及USB插排等产品。



充电头网通过拆解发现,SW3516还被努比亚65W 2C1A氮化镓充电器京东京造65W 1A1C氮化镓快充充电器洛克65W氮化镓快充充电器RAVPOWER 65W 1A1C氮化镓快充充电器毕亚兹65W 2C1A氮化镓充电器等多款产品采用,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



外挂两颗锐骏RUH4040,耐压40V,用于为USB-C1口输出同步整流降压,外置开关管可以减小散热压力,降低温升。



降压电感特写,外套热缩管。



同步整流降压输出滤波固态电容,同样来自永铭,规格为25V 220μF。



USB-C1母座特写,过孔焊接。



USB-C2口所在小板正面贴有绝缘塑料板。



将绝缘塑料板拆掉。



USB-C2和USB-A口为一路,同样采用智融SW3516进行降压控制和协议识别。



板子背面一览,设有降压电感和滤波电容。



降压电感特写,外套热缩管。



永铭的滤波固态电容,规格为25V 220μF。



锐骏半导体RU30D20M2,双NMOS,耐压30V,用于USB-C2和USB-A快充端口分配,右侧两颗取样电阻分别检测两个端口的输出电流。



锐骏RU30D20M2详细资料。



USB-C2母座特写。



USB-A母座特写,舌片前端有特殊触点。



全部拆解完毕,来张全家福。


充电头网拆解总结


倍思新一代65W GaN2 Pro氮化镓快充充电器体积更小,快充协议更多,性能更加强悍。三个USB口均支持QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP和PE2.0多个快充协议,两个USB-C口单口输出性能一致,都具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A和PPS电压档位。产品支持双口同时快充,可满足各种品牌手机和笔记本的快充需求。


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搭配士兰微同步整流MOS,输出固定电压;然后两路均采用智融SW3516搭配锐骏MOS实现二次降压输出。同步整流输出采用固态电容配合MLCC滤波,输出纯净。


此外这款充电器内部结构紧凑,输入输出端小板的设置以及永铭电容的使用均有效减小充电器体积;同时内部的元器件全部打胶,外围包裹大面积散热片,内部的稳定性以及散热性能有保证。


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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