拆解报告:华科生65W 2C1A氮化镓快充充电器
前言
充电头网又拿到了一款华科生推出的65W氮化镓充电器,这款充电器为2C1A接口配置,但是两个USB-C口均支持65W输出,支持盲插使用,同时具备3.3-11V 3A PPS快充,对主流的安卓手机也有不错的快充效果。
这款充电器在双口输出时,支持45+20W快充输出,对电脑充电的同时还可以为手机提供快充,方便使用。下面我们就对这款华科生65W氮化镓快充拆解,看看内部选用了哪家的方案。
华科生65W氮化镓充电器外观
充电器采用长条柱状造型设计,PC材质白色外壳磨砂抗指纹,整体十分简洁方便客户进行差异化设计。
输入端外壳上印有充电器参数
型号:HPA-25N200325CD01
输入:100-240V~50/60HZ 1.5A
输出:
C1/C2:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A(65W Max)
A1:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3A(60W Max)
C1+C2:45W+20W(65W Max)
C1+A1:45W+18W(63W Max)
C2+A1:5V3A(15W Max)
C1+C2+A1:45W+15W(60W 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。
充电器配备可折叠国标插脚,携带方便且不会刮伤包里其它设备。
另一端设有2C1A三个接口,接口旁印有区别标识,方便使用。
测得充电器机身长度为67.4mm。
宽度为30.94mm。
厚度为36.37mm。
和苹果61W充电器对比,体积优势巨大,而且接口更加丰富。
拿在手上的大小直观感受。
充电器净重约为98g。
使用ChargerLAB POWER-Z KT002测得USB-C1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C1口还具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五组固定电压档位,以及3.3-11V3A一组PPS电压档位。
测得C2口兼容协议和C1口的相同。
PDO报文也完全一样,即两个C口单口输出性能相同,支持功率盲插使用方便。
最后测得USB-A口支持QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP快充协议。
华科生65W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。
撬开充电器输入端外壳,外壳采用超声波焊接固定,插脚与PCBA模块通过弹片压接供电。
抽出充电器内部PCBA模块,侧面焊接的小板低压部分焊接一块黄铜散热片。
散热片也延伸到主板另外一侧,并贴有胶带绝缘。
使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为55.31mm。
包括折叠插脚位置的长度约为62.83mm。
PCBA模块宽度约为31.13mm。
PCBA模块厚度约为25.92mm。
散热片通过焊接固定到PCB板上。
焊下黄铜散热片,散热片内部覆盖绝缘麦拉片,并贴有导热垫与主板上发热元件接触散热。
变压器磁芯两侧与元件之间涂有导热胶固定。
清理掉导热胶,充电器内部结构为三段式设计,顶部为输入EMI滤波电路和高压电解电容,中间为开关变压器,底部为USB母座和二次降压电路。
侧面小板焊接整流桥,同步整流管和二次降压电路。
另一块PCB上焊接氮化镓合封芯片,光耦和二次降压电路,通过两块PCB组合焊接,将充电器中整流桥与氮化镓合封芯片分散在两块PCB上,分摊发热,降低温升。
通过对充电器PCBA模块的观察发现,华科生65W 2C1A氮化镓充电器采用反激开关电源搭配同步整流,固定电压输出,输出使用两路独立的同步降压电路由协议芯片控制,实现双C口65W功率盲插,多口功率自动分配功能。下面我们就从输入端开始了解整个充电器的设计与用料。
充电器输入端焊接保险丝,NTC热敏电阻,X电容和共模电感。
输入端慢熔保险丝规格为3.15A,贴片焊接。
两颗NTC热敏电阻并联连接,用于限制电源插电时的冲击电流,消除火花。
安规X2电容规格为0.1μF,来自DGCX东莞成希。
共模电感特写,采用漆包线和绝缘线绕制在绿色磁环上,底部焊接绝缘支架。
输入端整流桥WRLSB80M来自深圳市沃尔德实业有限公司,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。选用的LSB封装,拥有良好的散热特性,帮助中大瓦数适配器提升可靠性,单颗可做60W+。
沃尔德 WRLSB80M 资料信息。
充电头网拆解了解到,沃尔德的软桥还被摩米士100W 2A2C氮化镓快充、努比亚1A1C 45W氘锋氮化镓快速充电器、公牛65W PD快充插座、麦多多2C1A 65W氮化镓充电器、鸿达顺65W 氮化镓充电器、OPPO 50W饼干氮化镓快充、ROCK 65W氮化镓充电器等多款快充产品采用,产品性能获得客户一致认可。
侧面的小板上焊接高压滤波电容,同步整流控制器,输出滤波电容以及一路二次降压电路和输出接口。
两颗高压滤波电容均来自JSH万京源,规格均为400V 47μF。
差模电感焊接在两颗高压电容中间,外套热缩管绝缘。
充电器初级芯片采用采用南芯合封氮化镓芯片SC3057,将高性能多模式反激控制器、氮化镓驱动、氮化镓开关管、供电和保护等电路集成在一颗散热增强的QFN6*8封装内部。通过合封来简化外部元件数量,并消除传统驱动走线寄生参数对高频开关的影响。
南芯SC3057采用了功率走线和控制走线分开的设计,降低高频开关对控制回路的影响,并通过优化的焊盘设计,优化充电器走线设计与电气性能,简化设计开发。南芯SC3057内置165mΩ氮化镓开关管,支持175KHz开关频率,并支持X电容放电。
变压器采用ATQ2516磁芯,缠绕胶带绝缘。
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。料号为TMY1681M。
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电容除了被倍思高通QC5认证100W氮化镓快充、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。
CT1018光耦用于输出电压反馈。
同步整流控制器焊接在侧面的小板上,来自南芯,型号SC3503,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。
南芯SC3503是一颗成熟的同步整流控制器,已经应用于绿联30W PD快充氮化镓充电器、征拓65W 2C1A氮化镓充电器、倍思65W氮化镓插座、努比亚小黄人65W双口氮化镓快充等众多产品中。
同步整流管来自冠禹,丝印KS1204T,实际型号为KS1204NAT,是一颗耐压100V的NMOS,导阻为6mΩ,采用PDFN5060封装。
输出滤波电容来自扬州升阳电子,规格为820μF 25V。
用于USB-C1接口的协议芯片来自英集芯,型号为IP2723T,该芯片已通过USB IF协会PD3.0 PPS认证,TID:3135,是一款集成多种协议、用于USB输出端口的快充协议IC。支持多种快充协议,包括USB TypeC DFP、PD2.0/3.0、PPS 、HVDCP QC4、QC4+、QC3.0/2.0、FCP、SCP、AFC、MTK PE+ 2.0/1.1、Apple 2.4A、BC1.2以及三星2.0A。
IP2723T可为适配器、车充等单向输出应用提供完整的TYPE-C解决方案。此外IP2723T具备高集成度与丰富功能,在应用时仅需极少的外围器件,有效减小整体方案的尺寸,降低BOM成本。
英集芯IP2723T资料信息。
充电头网通过拆解了解到,英集芯IP2723T已被闪魔、摩米士、REMAX、麦多多、华科隆等多个品牌20W充电器采用,同时还被摩米士65W 2C1A氮化镓快充充电器、努比亚65W USB PD氮化镓充电器、努比亚1A1C 45W氘锋氮化镓快速充电器等氮化镓充电器使用,此外英集芯快充芯片还可用于车充、移动电源、适配器等各种充电领域,并被小米、京东京造、华为、三星、特斯拉等知名品牌的百余款产品采用。
用于USB输出的降压芯片采用芯潭微NDP1460QB,是一颗38V输入电压,6A连续输出电流的同步降压转换器,内置14mΩ同步降压管,支持双路恒压恒流控制,内置补偿元件,采用散热增强的QFN5*5封装。
降压磁环电感使用两层热缩管包裹绝缘。
用于USB-C1输出滤波的固态电容,来自绿宝石,规格为220μF 25V。
输出VBUS开关管来自禾纳,型号CWR03N041AP,是一颗耐压30V的NMOS,导阻4.1mΩ,采用PDFN3030封装。
USB-C母座特写,过孔焊接固定。
另外一路降压电路的协议芯片来自英集芯,型号为IP2726,是一颗应用非常广泛的协议芯片。英集芯IP2726是一颗集成多种协议、用于USB输出端口的快充IC,支持Type-C DFP、PD2.0/3.0、PPS、QC4+、QC2.0/3.0、FCP、AFC、SCP、MTK PE+、Apple2.4A、BC1.2以及三星2A等协议。具有高集成度和丰富的功能,在应用时仅需极少的外围器件,有效减小整体方案的尺寸,降低BOM成本。
充电头网了解到,英集芯IP2726此前已被AUKEY 65W 1A1C氮化镓快充充电器、RAVPOWER 90W双USB-C口PD快充充电器、斯泰克100W双USB-C口氮化镓充电器、麦多多30W 1A1C USB PD快充充电器、坤兴18W USB PD3.0 PPS快充充电器等产品采用。此外,英集芯的其它系列快充芯片也获得小米、华为、三星等客户的高度认可。
另外一路输出的降压芯片同样采用芯潭微NDP1460QB。
降压电感采用两层热缩管包裹绝缘。
输出滤波固态电容来自绿宝石,规格为220μF 25V。
两颗输出VBUS开关管均来自禾纳,型号同为CWR03N041AP。
USB-C2母座焊接在垂直的小板上。
USB-A母座垂直焊接在PCB上。
全部拆解完毕,来张全家福。
充电头网拆解总结
华科生这款65W 2C1A氮化镓快充采用长条造型,输出两个USB-C口支持功率盲插,支持33W PPS快充输出,可满足主流安卓手机的快充需求,双口同时使用时为45+20W功率分配,支持手机禾笔记本同时快充。USB-A口的加入,兼容传统设备充电使用,总的来说兼容性很不错。
充电头网通过拆解了解到,华科生这款氮化镓充电器采用南芯的合封氮化镓方案,使用南芯SC3057合封氮化镓芯片搭配SC3503同步整流控制器,组成固定电压输出的开关电源。输出协议芯片使用英集芯IP2723T用于其中一路USB-C降压控制,IP2726用于USB-C和USB-A降压控制。两路降压电路均使用芯潭微NDP1460进行降压。
充电器内部采用两块PCB组合焊接,提高空间利用率,内部降压转换器和氮化镓合封芯片覆盖散热片散热,输出使用固态电容滤波,整体做工扎实。
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