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拆解报告:公牛2A1C 20W快充电源净化插座

充电头网编辑部 充电头网 2022-10-11

 

----- 充电头网拆解报告 第2087篇 -----


前言

 

公牛是家喻户晓的插座品牌,插座遍及千家万户,是主流消费者的首选品牌。近年来随着插座功能的增加,人们用电安全意识的提升,插座上也开始增添USB快充输出以及防电涌等多种功能,在方便使用的同时,为用电器增添安全保护,避免电源异常带来的损坏。

 

公牛推出了一款电源净化插座,这款插座具备4个国标2脚插孔,4个国标2+3脚插孔,内部采用一体铜条。自带1.4米1平方延长线缆,大功率使用温升更低更安心。插座内置防雷模块,在供电出现异常高压时能瞬间动作,保护插座上连接的用电器。内置过载保护功能,在超过插座最大功率时自动切断电源,消除火灾隐患。

 

这款插座除了具备8个插孔扩展外,还支持20W PD快充,具备2A1C三个输出插孔,在满足供电扩展的同时还支持手机快充。下面充电头网就对这款插座进行拆解,看看这么多的功能是如何浓缩到这款插座内部的。

 

公牛电源净化插座开箱

 

 

包装盒正面印有BULL公牛品牌、产品名称、外观图、卖点标识等,智能而安全是产品的核心设计点。

 

 

背面印有产品卖点以及参数。

 

 

包装盒参数一览,下面到插座实物时在详细介绍。

 

 

包装内含插座和一份使用说明书。

 

 

插头顶面中心注塑凹印公牛品牌logo。

 

 

两侧部分内凹,方便用户插拔使用。

 

 

内侧可以看到CCC安规认证以及10A 250V~规格设计。

 

 

电源线规格为300/500V 3x1.0mm²。

 

 

插座机身外壳采用全卡扣无螺丝封装设计,表面磨砂抗指纹,正面设有两个AC插口模组,有双脚插孔和3+2插孔两种类型,满足主流插头使用需求。

 

 

机身背面也设有两个AC插口模组。

 

 

插座可承载最大功率为2500W。

 

 

机身两侧为弧面设计,下方有公牛的logo。

 

 

顶面设有触控板以及2A1C三个USB接口,接口是公牛经典蓝色元素设计。

 

 

触控板贴有防刮塑料膜,中心是电源键标识,外围是错接检测(上)、过载保护(下)、抗电涌保护(左)、滤波保护(右),边缘还设有灯环。

 

 

触摸电源键标识区域,USB模块和AC插孔便会通电,同时触控板内置蓝灯便会亮起,通过可视化设计让用户了解产品的各种工作状态,一目了然。

 

 

四种功能标识蓝灯工作状态对应情况如图,截图来自公牛京东官方自营旗舰店。

 

 

底部设有胶垫,并印有产品参数信息

型号:GN-H544UQ

额定电压:250V~

最大电流:10A

最大功率:2500W

USB输入:100-240V~50/60Hz 0.5A

USB输出:

USB-C单口输出:5V3A、9V2.22A、12V1.66A

USB-A单口输出:5V3A、9V2A、12V1.5A

多口输出:5V3A MAX

产品已经通过了CCC认证。

 

 

底部胶垫是吸盘式设计,这样机身就会牢牢吸附在桌面不会翻到,并最大化利用机身扩展丰富的功能插口。

 

 

测得电源线长度约为144cm。

 

 

机身长度为117.43mm。

 

 

宽度为111.78mm。

 

 

厚度为50.89mm。

 

 

使用ChargerLAB POWER-Z KT002测得插座两个USB-A口兼容协议相同,均支持QC2.0/3.0、AFC、FCP快充协议。

 

 

使用ChargerLAB POWER-Z KM002C测得USB-C口支持QC3+、FCP、SCP、PD3.0快充协议。

 

 

PDO报文显示C口还具备5V3A、9V2.22A、12V1.67A三组固定电压档位。

 


公牛电源净化插座拆解

 

对公牛这款电源净化插座的外观、性能等做了基本了解后,下面继续对产品进行拆解,看看内部用料做工如何。

 

 

首先翘下触控面板,面板下面是触摸电路和快充模块电路。

 

 

导光结构对应面板上的光圈和状态指示灯,对应USB-C接口的外壳采用蓝色塑料装饰,凸显支持USB PD快充。

 

 

面板内部的导光和遮光结构特写,为状态指示灯和外围光效隔离,清晰区分状态。

 

 

壳体内部为生产日期和产品型号信息,外壳采用PC材质。

 

 

插座内部可以看到绿色快充模块的电路板和白色触摸模块的电路板。其中白色触摸模块的电路板上还焊接了状态指示灯。

 

 

用于触摸电源开关的导电布特写,内部泡棉填充确保接触。

 

 

撬开侧面的插孔面板,继续进行拆解。

 

 

两面的四个插孔面板特写,为国标2孔插脚和国标2+3孔插脚。

 

 

撬下侧面的面板后,可以抽出插座内芯。

 

 

插座塑料外壳特写。

 

 

插座内部的塑料模块特写,使用卡扣固定。

 

 

固定内部模块的卡扣特写。

 

 

插座火线与零线插孔均有安全门保护,防止异物单边插入造成触电风险。

 

 

打开卡扣,拆开插座内部模块的外壳,可以看到插座内部的防雷保护及净化模块、快充模块和内部插座。

 

 

内部外壳采用PC材质。

 

 

内部结构一览,左侧为USB PD快充模块,中间为插座模块,使用一体铜条,右侧为电路输入的净化模块,底部连接输入导线,顶部连接触摸模块。

 

 

电路输出净化模块,通过排针连接到触摸模块控制开关及进行状态显示。

 

 

USB PD快充模块顶部焊接连接到输出母座。

 

 

两块电路板分别通过插接件和焊接连接组装。

 

 

插座内部另外一片外壳与底部为一体结构。

 

 

交流输入先连接到净化模块,再从净化模块输出到插座模块和快充模块。

 

 

下面按照连接顺序,先从输入净化模块开始了解插座的内部设计。

 

 

插座内置的输入净化模块特写,正面是压敏电阻、共模滤波线圈、检流电阻,继电器及供电元器件等。模块支持导线接错提醒,电源净化,抗电涌保护和过载保护功能。

 

 

净化模块特写,背面对应大电流走线加宽并加锡设计,背面焊接降压芯片和三极管,用于供电降压和继电器驱动。

 

 

用于电涌保护的压敏电阻特写,使用热缩管与温度保险丝固定在一起,温度保险丝用于检测压敏电阻的温度,提供过热保护。

 

 

温度保险丝通过热缩管固定在提供电涌保护的压敏电阻上。

 

 

压敏电阻来自赛尔特,SFV20D471K,基片直径20mm,标称压敏电压470V,最高连续工作电压300V,标准型,最大峰值电流为10kA。压敏电阻并联在输入端,吸收异常情况带来的高电压,起到浪涌保护的作用。

 

 

与压敏电阻串联的温度保险丝同样来自赛尔特,Y系列ATCO合金型温度保险丝,动作温度130℃,额定电流5A。在温度过高时切断电源与压敏电阻的连接,并且具有常规保险丝的功能,用于压敏电阻温度保护。

 

 

输入端X电容容量为0.33μF,来自东莞成东电子科技。

 

 

共模电感特写,使用粗漆包线缠绕在绿色磁环上,火线与零线之间使用电木板绝缘,配合X电容组成共模滤波器,用于过滤电磁干扰。

 

 

两颗抗干扰Y电容特写。

 

 

检测插座总输出电流,进行过载保护的检流电阻特写。

 

 

控制交流电源输出的继电器,来自宁波嘉冠电子,GSE-1AH-L,线圈驱动电压为5V,触点容量16A。

 

 

控制电路供电的输入保护电阻,100Ω1W,起到短路保护作用,电阻上方是连接到插座模块的焊点。供电经过共模滤波器,电流取样电阻和继电器控制连接到插座模块。

 

 

降压电路的电容与电感特写。

 

 

滤波电容规格为400V 2.2μF。

 

 

用于采集交流电波形的817光耦,起到隔离作用。

 

 

用于触摸开关和状态指示的电路板特写。

 

 

电路板为单面设计,背面焊接连接插座和一颗滤波电解电容。

 

 

电路板上使用比亚迪半导体 BF7612CM16单片机用于状态显示,支持触摸检测。

 

 

插座模块为一体铜条设计,导线通过焊接连接。

 

 

接地线采用黄绿相间导线焊接连接。

 

 

一体铜带厚度为0.53mm。

 

 

插座安全门采用PA66尼龙材质。

 

 

最后是插座内部的快充模块部分,由两块小板焊接组合。

 

 

快充模块背面是一块导热垫,为下面的芯片散热。

 

 

导热垫下面是PI的高集成电源芯片,横跨初次级,电路精简。

 

 

输出接口小板垂直焊接在电源小板上,通过中心的焊点连接固定。小板上有两颗协议芯片,对应控制接口的MOS管和电流取样电阻。

 

 

USB-A和USB-C母座均通过过孔焊接固定。

 

 

输入端延时保险丝规格为2A 250V。

 

 

用于抑制上电浪涌电流的绿色NTC热敏电阻。

 

 

输入端整流桥型号为ABS210,规格为2A 1000V。

 

 

高压滤波电解电容来自永铭,KCX系列快充专用小体积电容,具有低漏电流、高纹波电流、低阻抗和抗雷击优势,满足现代USB PD快充高功率密度的设计要求。

 

 

高压滤波电解电容规格为18μF 400V,两颗并联。

 

 

快充模块内置PI的主控芯片,型号为SC1548C,这颗芯片内置反激控制器,开关管,次级侧检测和同步整流控制器,内置反馈,无需外置光耦进行电压反馈,支持20W快充应用。

 

 

变压器特写,顶部喷码有信息。

 

 

次级同步整流管特写,华润微CRSE095N06L2,NMOS,耐压60V,导阻8mΩ,采用SOP-8封装。

 

 

两颗固态电容用于输出滤波,来自万裕,ULR系列,105℃低ESR,规格为16V 330μF 两颗并联。

 

 

蓝色Y电容特写。

 

 

三个输出母座特写,胶芯颜色为浅蓝色。

 

 

快充模块使用天德钰FP6601AA协议芯片控制输出电压,支持单口快充,双口5V输出,芯片支持QC2.0/3.0、FCP等快充协议,支持多颗芯片协同工作。

 

 

USB-C口采用天德钰JD6606S,是一颗高性能和高兼容性的协议芯片,不仅支持USB PD快充,还支持QC3.0/2.0等其它快充协议。

 

 

用于切换端口的8205A MOS管。

 

 

用于接口电流检测的10mΩ电阻。

 

 

全部拆解完毕,来张全家福。

 

充电头网拆解总结

 

公牛推出的电源净化插座支持8个插孔,非常适合办公室或家中多台电脑连接使用,插座内置防雷保护,能有效保护连接在插座上的设备,对于电脑等家用电器很适合。插座上增添的供电净化功能,消除了高频干扰,供电更加纯净。自带的USB接口还能为手机快充,使用更加方便。

 

充电头网通过拆解了解到,插座内部由三个独立的功能模块组成,从内到外实现了无螺丝固定封装,设计上也是下了一番功夫。插座使用3*1.0mm²导线连接,发热小更加安全。交流电输入先经过净化模块净化后送至插座模块和快充模块。净化模块采用共模滤波器过滤干扰,采用压敏电阻进行防雷保护,同时具备用电安全监测功能,由触摸小板驱动继电器控制供电输出。

 

插座模块使用一体铜条,导线焊接连接,负载能力强,更加耐用。快充模块采用PI高集成电源芯片,搭配天德钰协议芯片,实现任意接口均支持快充。协议芯片支持多种快充协议,快充兼容性好。快充模块内部使用永铭和万裕电容,插座整体做工及用料都很可靠。

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1、拆解报告:公牛20W 2A1C快充飞碟插座

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