拆解报告:PANFORE 65W PD快充氮化镓充电器
----- 充电头网拆解报告 第1851篇 -----
最近充电头网拿到了一款PANFORE品牌的65W氮化镓快充充电器,产品由国内知名电源厂商东莞市广数电气技术有限公司生产。充电器在氮化镓黑科技的加持下,整体尺寸做到了66*32*36mm,功率密度约0.83W/cm³,达到主流水准,十分小巧便携。
此外充电器还兼容时下多个主流快充协议,不仅可以给笔电进行65W快充,对各大品牌手机也有很好的兼容性,十分实用。下面我们就对这款充电器进行详细拆解,看看具体设计做工如何。
一、PANFORE 65W氮化镓充电器外观
充电器采用方柱造型设计,PC材质黑色外壳表面磨砂,机身棱角过渡分明,整体风格十分硬朗。
腰身正面印有65W GaN字样,表明这是一款65W氮化镓充电器。
背面印有充电器参数信息
型号:GS-G6502
输入:100-240V~50/60HZ 1.5A
输出:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A Max
总输出:65W Max
制造商:东莞市广数电气技术有限公司
充电器已经通过了CE、FCC、PSE、ETL、UKCA等认证。
两侧外壳采用凹凸齿斜纹设计,增加使用手感。
输入端配备可折叠美规插脚,收放自如携带方便。此外插脚端设计有安装插槽,可安装其它规格插脚,加上充电器已经通过了多个安规认证,使得这款充电器能够在全球绝大多数地区使用。
顶面配有单USB-C接口,黑色胶芯不露铜,接口旁印有PD 65W字样。
测得充电器机身长度为66.33mm。
宽度为32.16mm。
厚度为36.55mm。通过三维算得充电器体积约为77.97cm³,功率密度约为0.83W/cm³。
和苹果61W充电器直观对比,体积优势非常明显。
拿在手上的直观感受。
净重约为110g。
使用ChargerLAB POWER-Z KT002检测USB-C口输出协议,显示支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP协议,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PD3.0、PPS多个快充协议。
此外PDO报文显示C口还具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五组固定电压档位,以及3.3-11V3A和3.3-21V3A两组PPS电压档位。
二、PANFORE 65W氮化镓充电器拆解
将输入端外壳拆开,采用超声波焊接封装。
充电器输入端垂直焊接一块小板,主板两侧设有凸出端子和插脚接触通电。整个模块四面覆盖散热片帮助散热,散热片粘贴绝缘胶带,此外还有隔离板进行隔离。
测得模块长度为49.79mm。
宽度为27.47mm。
厚度为30.02mm。
除前端小板外,输入端一侧还焊接有整流小板,两块小板和主板两两间相互垂直,结构十分牢固。
另一侧焊接平面变压器小板。
主板正面一览,左侧横置一颗大的高压滤波电解电容,并套有黄色胶套进行绝缘。
主板背面设有氮化镓功率开关管、光耦和协议芯片,左侧对应平面变压器处镂空降低厚度。
通过观察发现,充电器采用高频QR开关电源加次级协议芯片控制输出电压的经典架构设计。下面我们从输入端开始深入了解整个电路设计情况。
侧面整流小板上设有两颗整流桥,高压滤波电解电容打胶加固,下方的主板设有开关电源主控芯片和贴片Y电容。
将前端小板拆下,正面设有延时保险丝、共模电感和安规X电容,左上角圆圈区域预留给焊接在主板上的滤波电感。
延时保险丝规格为3.15A 250V。
共模电感双线绕制,底部设有绝缘小板,用于滤除EMI干扰。
安规X电容来自JURCC捷威电子。
TMBFR310整流桥特写,两颗均摊发热。
小板背面一览,没有元器件。
滤波电感包裹胶带绝缘。
大的高压滤波电解电容来自CapXon丰宾,规格为400V 82μF。充电头网了解到,丰宾电容还被华为、绿联、ANKER、小米、vivo、惠普等知名品牌的百余款快充产品采用。
小的也是来自丰宾,规格为400V 15μF。
主控芯片供电电容也是来自丰宾,规格为50V 10μF。
开关电源主控芯片采用南芯SC3021C,满足各类高频QR快充需求。SC3021C专有GaN直驱设计,省去外置驱动器或者分立驱动器件。集成分段式供电模式,单绕组供电,无需复杂的供电电路。内置高压启动及交流输入Brown In/Out功能,集成了X-cap放电功能。SC3021C最高支持170KHz工作频率,适用于绕线式变压器。
南芯SC3021C资料信息。
充电头网拆解了解到,南芯SC3021x还被意象65W氮化镓充电器、努比亚30W氮化镓快充、古石科技迷你30W氮化镓快充、创富源迷你33W 1A1C氮化镓快充、、睿元实业33W 1A1C氮化镓快充、REMAX 30W氮化镓快充等数十款产品采用,品质获得客户高度认可。
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SPRUCE 140W 3C1A无线充二合一充电座、安述240W氮化镓+碳化硅适配器、QCY 65W 2C1A氮化镓快充、联想小新100W双C口氮化镓快充、努比亚120W 2C1A三口氮化镓快充、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、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。
EL亿光 1018光耦,用于初级次级通信,反馈调节输出电压。
来自南方宏明电子的贴片Y电容。
平面变压器小板左侧设有同步整流控制器和整流管。
小板另一面还有两颗输出滤波固态电容。
同步整流控制器采用南芯半导体SC3503,这是一颗自适应开通检测和快速关断同步整流控制器,无需辅助线圈供电,输出电压最低可低至0V,专利的自适应开通检测电路避免同步整流管误开通,兼容多种MOS,具有超低的静态电流,支持多种工作模式,支持高侧和低侧同步整流,外围元件非常精简。采用SOT23封装,适用于宽范围反激适配器应用。
南芯SC3503资料信息。
充电头网拆解了解到,该芯片已经被威源新能30W 1A1C氮化镓快充、古石科技迷你30W氮化镓快充、科讯迷你33W氮化镓快充、意象65W氮化镓充电器、努比亚30W氮化镓快充、华科生65W 2C1A氮化镓快充充电器采用。
同步整流管来自上海长园维安电子,丝印B060N10L。
两颗输出滤波固态电容来自华容伟业,规格均为25V 220μF。
平面变压器敲碎一览。
输出端一览,主板上还有一颗输出滤波固态电容。
第三颗输出滤波固态电容来自FCON金富康,规格为25V 470μF。
协议芯片采用南芯SC2151A,该芯片已经获得USB-IF PD3.0认证,TID:4869。其采用16-pin QFN 4*4mm封装,是一颗支持PD和DP/DM快充协议的控制器,内部集成反馈环路,支持最新的Type-C和PD3.0标准,同时还支持使用DP/DM接口的专有快充协议,适用于各类适配器应用。
南芯SC2151A内部集成了32位高性能MCU内核,集成24kB单次编程存储器和2kB RAM。该控制器针对各类快充协议集成了USB PD物理层、Type-C检测、DP/DM快充协议物理层,VCONN供电。
此外,针对快充适配器方案内置了输出放电路径、内置可编程反馈补偿、电压电流检测、10bit高性能ADC、两个10bit DAC、NMOS通路管驱动、I2C通信接口以及丰富的保护电路,为适配器等应用提供了简单高效的协议控制器解决方案。
输出VBUS开关管特写,丝印B3005。
USB-C母座特写,过孔焊接。
全部拆解完毕,来张全家福。
充电头网拆解总结
PANFORE 65W PD快充氮化镓充电器棱角分明,整体外观十分硬朗。机身两侧为斜纹设计,用户抓持手感好。此外除自身配备可折叠美规插脚外,也可安装其它规格插脚,加上通过了多个地区的安规认证,使其不仅便携而且能够在很多地区使用,对于经常出差的人士来说,一个充电器就能解决所有设备充电问题。
得益于南芯SC2151A协议芯片的使用,充电器兼容QC、AFC、FCP、SCP、PD3.0、PPS多个快充协议,还具备5-20V五组齐全固定电压档位,以及3.3-11V3A和3.3-21V3A两组PPS电压档位,性能表现也非常的好。
充电头网通过拆解了解到,为了实现小巧的体积,充电器采用多块小板堆叠设计,此外还采用了平面变压器,充分利用内部空间。充电器采用了南芯SC3021C+SC3503+SC2151A全套高频QR氮化镓快充方案,搭配英诺赛科INN650D02氮化镓功率开关管、维安同步整流管,实现65W氮化镓快充方案全国产化。此外采用丰宾、金富康知名品牌电容滤波,整体的用料相当扎实。
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