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拆解报告:华科生30W 1A1C氮化镓充电器

充电头网编辑部 充电头网 2023-01-16

----- 充电头网拆解报告 第2206篇 -----

前言

 
iPhone 13系列新机的推出让市场对30W快充充电器的需求急剧增加,为此华科生推出了一款30W迷你软萌性快充充电器,配备1A1C万金油接口,可适配机型广泛,不仅能支持iPhone 13系列手机快充需求,还能给平板等设备充电,也能同时满足两台设备应急充电。下面充电头网就对这款充电器进行拆解,看看用料做工如何。
 

华科生30W氮化镓充电器外观

 
 
充电器采用可爱的粉色配色,外壳磨砂抗指纹,边角过渡圆润。
 
 
充电器配备可折叠国标插脚,搭配小巧机身携带更加方便。
 
 
输入端外壳印有充电器参数
型号:HPA-19N200150CU01
输入:100-240V~50/60HZ 0.8A
输出:
USB-C:5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A(30W Max)
USB-A1:5V3A、9V2A、12V1.5A(18W Max)
A+C:5V3A(15W Max)
制造商:深圳华科生数字科技有限公司
充电器通过了CCC认证。
 
 
输出端配备1A1C双输出接口,均为黑色胶芯,A口旁印有30W功率字样。
 
 
测得充电器机身高度为37.8mm。
 
 
宽度为30.37mm。
 
 
厚度为40.83mm。
 
 
和苹果30W充电器对比,体积优势明显。
 
 
拿在手上的大小直观感受。
 
 
净重约为48g。
 
 
使用ChargerLAB POWER-Z KT002测得USB-A口支持Apple2.4A、Samsung 5V2A、DCP协议,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP快充协议。
 
 
测得USB-C口支持Apple2.4A、Samsung 5V2A、DCP协议,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PD3.0、PPS快充协议。
 
 
PDO报文显示C口还具备5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五组固定电压档位。
 


华科生30W氮化镓充电器拆解

 
对华科生这款65W氮化镓充电器有了基本了解后,下面继续对其进行拆解,看看用料做工如何。
 
 
首先沿外壳接缝拆开充电器外壳,PCBA模块上焊接弹片用于交流取电。
 
 
从外壳中取出充电器PCBA模块,采用多块小板焊接组合而成,提高空间利用率。并且在PCB底部还粘贴了一块导热垫,为发热器件散热,初次级器件之间插入一片麦拉片用于绝缘。
 
 
输入端小板上焊接保险丝和整流桥,输出USB-C母座也焊接在垂直小板上。
 
 
输入端小板另一面焊接共模电感,变压器焊接在独立的垂直小板上,并缠绕胶带绝缘。
 
 
使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为34.41mm。
 
 
宽度约为34.65mm。
 
 
厚度约为22.52mm。
 
 
PCBA模块正面一览,共焊接三块小板,分别用于输入整流,焊接变压器和输出USB-C母座。变压器采用黄色绝缘胶带严密缠绕。USB-C母座也焊接在独立的小板上,方便使用。
 
 
PCBA模块背面焊接一颗氮化镓合封芯片,反馈光耦,同步整流管和一颗VBUS开关管,初次级之间开槽插入麦拉片加强绝缘,确保安全。
 
通过对充电器PCBA的观察发现,华科生30W 1A1C氮化镓充电器采用反激宽电压输出,输出电压通过协议芯片调节,单口输出时,双口均支持快充,双口同时输出时,输出降为5V,下面我们就从输入端开始了解整个充电器的设计和用料。
 
 
充电器输入端焊接一块小板,与主板上面各焊接一片弹片,用于连接折叠插脚供电。
 
 
充电器输入端小板上焊接保险丝和整流桥。
 
 
另一面焊接用于供电的弹片和共模电感。
 
 
输入端贴片保险丝规格为2A 250V。
 
 
输入端整流桥来自深圳市沃尔德实业有限公司,型号为WRMSB30M,规格3A1000V。这颗软桥通过较软的恢复曲线,比较平滑的关断特性,可以降低二极管结电容达到非常少的谐波振荡产生的效果。
 
 
沃尔德WRMSB30M规格资料。
 
充电头网拆解了解到,采用沃尔德WRMSB30M的还有即刻65W 2C1A氮化镓快充充电器摩米士65W 2C1A氮化镓快充充电器麦多多30W 1A1C快充充电器等产品。
 
 
第一颗滤波电容来自永铭,规格为18μF 400V。
 
 
差模电感采用工字磁芯绕制,外套热缩管包裹。
 
 
第二颗滤波电容来自绿宝石,规格为400V 27μF,共计45μF容量。
 
 
开关电源主控芯片采用南芯半导体的SC3056,这是一颗氮化镓合封芯片,内置氮化镓功率器件和控制器。采用高频准谐振反激控制,具有全负载范围高能效和高可靠性,源自南芯半导体的SC305x GaN Combo系列。SC3056内部集成650V耐压的氮化镓开关管,可轻松驱驾30W~40W输出功率范围。
 
SC3056工作在QR和DCM模式下,谷底开通以提高效率;提供自适应的频率折返用于实现全负载范围内的高效率;无负载时,芯片以突发模式运行,降低待机功耗。转换器内置高压启动电路,可实现超低的待机功耗和超快的启动速度。
 
 
SC3056内部集成软启动电路,以及用于超宽输出范围的分段式供电电路。在突发和故障模式下具有超低的工作电流,满足待机能效要求。最高工作频率为175KHz,大幅降低磁性器件的体积和成本。全功率范围具备抖频功能,用以改善EMI性能。
 
芯片内置过热保护,供电过压保护、供电欠压闭锁、逐周期电流限制、两级过流保护、输出过电压保护、输出短路保护和过载保护,提供完善全面的保护功能。
 
据充电头网了解,南芯半导体的快充方案广泛应用在充电器、无线充、车充、充电宝、储能电源等各个方面,并被立讯精密65W 1A1C氮化镓快充华为66W超级快充车充华为50W超级快充无线车充紫米20号200W PD快充移动电源小米20000mAh移动电源50W超级闪充版三星10000mAh 25W PD快充移动电源公牛600W户外移动电源安克PowerHouse II 400户外电源数十款产品采用,品质获得客户高度认可
 
 
南芯SC3056外置的升压电感,用于分段式供电,获得更宽的输出电压范围。
 
 
变压器采用ATQ18磁芯,次级采用多层绝缘线,使用胶带严密包裹。
 
 
变压器焊接小板连接到主板,小板上焊接RCD吸收电路。
 
 
贴片Y电容来自鞍山奇发。
 
 
OR-3H7光耦,用于初级次级通信,反馈输出电压。
 
 
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。
 
 
同步整流管采用砹德曼AD100N60D5,NMOS,耐压100V,导阻10.3mΩ,PPAK5*6封装。
 
 
输出滤波电容来自永铭,NPX系列固态电容,规格为680μF 25V。
 
 
充电器次级的协议芯片焊接在USB-C母座的小板上。
 
 
小板正面焊接USB-C母座和一颗电流取样电阻。
 
 
小板背面焊接协议芯片和一颗电流取样电阻。
 
 
协议芯片采用云矽半导体XPD938,这款芯片已经通过了USB PD3.0认证,TID:5594。支持QC2.0/3.0/3.0+、AFC、FCP、SCP、HVSCP、PD2.0/3.0和PPS等快充协议,内部集成 10mΩ VBUS 通路功率开关管,并且集成10mΩ电流检测电阻,支持完善的保护功能,节省外围元件数量,简化电路,降低成本。支持TSSOP-20和QNF4*4-20封装,这款充电器采用QFN4*4-20封装。
 
 
云矽半导体XPD938资料信息。
 
充电头网拆解了解到,云矽半导体XPD系列快充协议芯片已被公牛贝尔金联想诺基亚飞利浦傲基倍思品胜摩米士等多个品牌的数十款产品采用,抓住20W PD快充风口,富满集团云矽半导体单月PD协议芯片销量突破千万颗
 
 
用于USB-A口的VBUS开关管来自冠禹,型号KS3308MA,是一颗耐压30V的PMOS,导阻7mΩ,采用PDFN3333封装。
 
 
USB-C母座特写,采用黑色胶芯,过孔焊接固定。
 
 
USB-A母座采用黑色胶芯,过孔焊接固定。
 
 
全部拆解完毕,来张全家福。
 

充电头网拆解总结

 
华科生30W 1A1C氮化镓快充采用浅粉色外壳,配合圆润的外壳设计,颜值方便确实下了功夫。充电器采用折叠插脚,收纳方便。其中USB-C口支持20V输出,可以同时满足手机和笔记本电脑的充电需求,十分实用。
 
充电头网通过拆解了解到,华科生这款30W氮化镓充电器采用南芯推出的合封氮化镓电源方案,内置南芯SC3056合封氮化镓芯片和SC3503同步整流控制器,搭配云矽半导体XPD938高集成协议芯片,实现高集成小体积的快充电源设计。
 
充电器内部采用导热垫为变压器以及合封氮化镓芯片散热,将内部发热传导至外壳散发。内部初级滤波电容来自绿宝石和永铭,输出固态电容来自永铭。同时采用多块PCB组合焊接,提高内部空间利用率,设计十分紧凑。

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