30W的氮化镓充电器做到了传统20W快充的体积,增加的输出功率,对手机的快充也有更好的兼容性,成为消费者的新宠。氮化镓的加持,体积不变,功率增加,大大增添了充电器的性能,也增添了充电器的卖点。赛尔康旗下品牌赛小虎推出了一款30W氮化镓快充,这款快充采用小方块外形设计,支持20V输出,可以为笔记本电脑充电,同时也能满足苹果手机的快充需求。下面充电头网就对这款充电器进行拆解,看看内部是如何设计的。包装盒正面印有赛小虎品牌、产品外观简图以及30W充电器名称等。顶部印有Type-C输出、PD3.0和QC3.0等协议、多协议兼容卖点。充电器采用PC材质塑料外壳,腰身、顶面高光亮面处理,边缘倒角设计。PDO:5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A并且具备5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五组固定电压档位。
在对赛小虎30W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。首先沿插脚侧外壳接缝拆开充电器外壳,交流输入通过导线焊接连接。抽出充电器内部PCBA模块,内部采用两块PCB焊接组合,元器件之间打胶固定,充分利用内部空间。使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为29.66mm。使用游标卡尺测得PCBA模块高度约为24.17mm。充电器PCBA模块输入端一览,小板上焊接保险丝,共模电感和整流桥。两块小板之间的空间内焊接初级滤波电解电容,变压器等元件,电解电容和输出固态电容外套胶套绝缘。其中一块小板焊接整流桥,贴片Y电容,同步整流管,协议芯片,VBUS开关管和USB-C母座。另一块小板焊接初级主控芯片和氮化镓功率芯片。通过两块小板分别焊接整流桥与氮化镓功率芯片,将主要发热元件分开放置,避免积热,降低温升。将两块小板焊接拆分,赛小虎这款氮化镓充电器采用了经典的QR开关电源架构设计,输出电压由协议芯片通过光耦反馈,控制USB-C接口的输出电压。下面我们就从输入端开始了解各个器件。输入端延时保险丝来自贝特电子,出料号932,规格为2A 250V。共模电感采用漆包线与绝缘线绕制,底部焊接绝缘支架,外套热缩管绝缘保护。整流桥型号为TD4F410,规格为4A 1000V。两颗高压滤波电解电容来自TEAPO智宝,其中一颗规格为22μF 400V。开关电源主控芯片采用南芯SC3023,是一颗高频准谐振反激控制器,内置了氮化镓驱动,可用于直接驱动氮化镓开关管。SC3023内置X电容放电和高压启动,具备自适应开关频率折返功能,能在整个负载范围内获得更高的效率。QR和DCM模式下通过谷底开通来获得高效率。空载时在低功耗模式下运行,从而降低系统的待机功耗。内置完善全面的保护功能,支持芯片内和外置的过热保护功能。氮化镓功率芯片来自纳微半导体,型号为NV6133A,是一颗支持GaNSense技术的GaNFast氮化镓功率芯片,芯片内部集成高性能GaN开关管和驱动器,支持无损电流采样,提升性能和可靠性,并消除取样电阻的功率损耗。用于输出电压反馈的EL1018光耦焊接在变压器底部。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TMY1471K。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。在小板的正面焊接同步整流控制器,USB-C母座和输出滤波固态电容。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,适用于宽输出范围反激适配器应用。同步整流管来自华润微,型号CRSM055N10L2,是一颗耐压100V的NMOS,导阻4.8mΩ,采用DFN5*6封装。输出滤波采用一颗固态电容,规格为470μF 25V。快充协议芯片同样来自南芯,型号为SC2151A。该芯片采用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。据充电头网了解到,该芯片已经获得USB-IF PD3.0认证,TID:4869。输出VBUS开关管来自长晶科技,型号CJAB35N03,是一颗耐压30V的NMOS,导阻7mΩ。赛小虎这款30W氮化镓充电器体积小巧,采用黑色外壳,固定插脚设计。充电器输出支持Apple 2.4A、QC3.0、FCP、AFC、SCP、PD3.0协议。并且具备5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五组固定电压档位。可满足主流手机快充需求,并支持笔记本电脑充电。充电头网通过拆解了解到,赛小虎30W氮化镓充电器采用两块PCB组合焊接,内部元件打胶固定。充电器内部采用南芯半导体SC3023+SC3503+SC2151A全套高频QR氮化镓快充方案,搭配纳微氮化镓功率芯片NV6133A。输入滤波电容来自智宝,输出采用固态电容滤波。整体设计和用料都很可靠。
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