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拆解报告:Pilot今翔100W 3C1A氮化镓充电器C1100

充电头网编辑部 充电头网 2023-01-16

----- 充电头网拆解报告第2438篇 -----

前言

今翔科技是一家知名的快充代工厂商,支持移动电源,充电器、逆变储能等产品的研发与生产。这次充电头网拿到了今翔推出的一款3C1A氮化镓充电器,这款充电器具备100W输出功率,并支持功率智能分配,单个充电器能够满足笔记本电脑,手机等日常办公电器用电需求。

 

这款100W氮化镓充电器采用折叠插脚设计,便于携带和收纳。充电器通体为白色设计,便于印刷品牌信息。下面就对这款100W 3C1A充电器进行拆解,看看内部设计和用料。


此前充电头网已经对这款充电器进行了详细评测,此外还拆解过今翔多功能氮化镓桌面磁吸充电器M230今翔65W 2A2C四口快充氮化镓充电器今翔65W 2C1A氮化镓快充充电器等产品,欢迎查阅。

 

今翔100W氮化镓充电器外观

 

 

充电器为经典直板造型,主外壳表面磨砂抗指纹,腰身靠近输入端小部分区域亮面处理,也是比较常见的设计。

 

 

机身两侧做了凹凸波浪设计,持握手感更好。

 

 

充电器输入端外壳上印有规格参数

型号:C1100

输入:100-240V 50/60Hz 1.3A Max

USB-C1输出:5V3A,9V3A,12V3A,15V3A,20V5A;

USB-C2/C3:5V3A,9V3A,12V2.92A,15V2.33A,20V1.75A

USB-A:5V3A,9V2A,12V1.5A

总输出:84W Max

今翔这款充电器已经通过了FCC认证。

 

 

充电器配备可折叠美规插脚,携带方便。

 

 

另一端配备3C1A四个USB接口,接口旁印有标识,方便区别使用。

 

 

USB-A口特写,采用蓝色胶芯。

 

 

今翔100W充电器长度为75.31mm。

 

 

宽度为60.17mm。

 

 

厚度为31.04mm,体积约为 140.65cm³,以充电器的功率100W计算,功率密度约为 0.71W/cm³。

 

 

与苹果原装96W充电器相比,体型优势较为明显。

 

 

充电器拿在手上的大小直观感受。

 

 

今翔100W充电器重量约为242g,与 240g 重量的 iPhone 14 Pro Max 手感相当。

 

 

使用ChargerLAB POWER-Z KM002C实测USB-C1端口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、PD3.0、PPS、QC5快充协议,协议覆盖范围较为全面。

 

 

PDO报文方面,C1口支持 5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A 五组固定电压,以及3.3-21V5A一组PPS电压档位。

 

 

测得USB-C2口和USB-C3口兼容协议和PDO报文完全一样,支持FCP、SCP、AFC、QC3+/4+、PD3.0、PPS快充协议。

 

 

并且具备 5V3A、9V3A、12V2.92A、15V2.33A、20V1.75A五组固定电压和 3.3-11V3A 一组PPS电压档位。

 

 

最后测得USB-A口支持 Apple2.4A、Samsung 5V2A、QC3.0、AFC、SCP、FCP等充电协议。

 


今翔100W氮化镓充电器拆解

 

看完今翔100W氮化镓充电器的开箱和测试,下面就进行拆解,一起看看内部的设计和用料。

 

 

沿外壳接缝拆开充电器外壳,内部PCBA模块通过导线连接折叠插脚供电。

 

 

抽出内部PCBA模块,模块表面覆盖黄铜散热片散热。

 

 

散热片通过麦拉片与PCBA模块上的元器件绝缘。

 

 

PCBA模块背面也采用大面积黄铜散热片散热。

 

 

散热片通过焊接固定在PCBA模块上。

 

 

使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为63.22mm。

 

 

PCBA模块宽度约为55.27mm。

 

 

PCBA模块厚度约为26.91mm。

 

 

拆焊下PCBA模块正反面覆盖的散热片,散热片内部贴有导热垫,为PCBA模块发热元件散热,降低温升。

 

 

PCBA模块正面一览,左上角为交流输入端,焊接保险丝、EMI电路核整流桥。下方为PFC升压电感。右上角为LLC谐振电容和谐振电感,下方为变压器。底部为降压小板,焊接降压电路以及USB-C和USB-A母座。

 

 

PCBA模块背面焊接PFC开关管,整流管,LLC开关管,一颗二合一控制器,反馈光耦,贴片Y电容和同步整流管。

 

通过对PCBA模块正反面的观察发现,今翔这款100W氮化镓充电器采用PFC+LLC开关电源架构设计,PFC进行功率因数校正,LLC开关电源固定电压输出,由二次降压电路通过协议识别调节接口输出电压,下面我们就从输入端开始了解各个器件。

 

 

PCBA模块输入端焊接保险丝,EMI滤波电路。

 

 

输入端延时保险丝来自贝特,出料号932,规格为3.15A 250V。

 

 

第一级共模电感采用漆包线和绝缘线绕制。

 

 

安规X2电容容量为0.33μF。

 

 

第二颗共模电感采用扁铜线绕制,底部焊接绝缘支架。

 

 

整流桥来自平伟,型号D8KB10A,是一颗耐压1000V,8A的整流桥。

 

整流桥输出的脉动直流电通过两颗薄膜电容和滤波电感进行滤波。两颗薄膜电容规格均为1μF 450V,来自东莞成希。

 

 

滤波电感采用磁环绕制,外套热缩管绝缘。

 

 

电源主控芯片来自MPS芯源半导体,型号HR1270,是一颗集成了PFC和LLC的二合一控制器,将传统方案中需要2-3颗芯片才能实现的功能集成在一颗芯片内部,是HR1211的后续升级型号。

 

 

为主控芯片供电的滤波电容来自y.u.g昱光电子,规格为100μF 25V。

 

 

PFC升压开关管来自英诺赛科,型号为INN650D150A,是一颗耐压650V的氮化镓高压单管,瞬态耐压750V,导阻150mΩ,采用DFN8*8封装。INN650D150A支持超高开关频率,无反向恢复电荷,具有极低的栅极电荷和输出电荷,符合JEDEC标准的工业应用要求,内置ESD保护,符合RoHS、无铅、欧盟REACH法规。

 

 

INN650D150A支持AC-DC,DC-DC转换器应用,支持图腾柱PFC应用,支持电池快充,高功率密度和高能效转换应用。

 

 

100mΩ电阻用于检测PFC级电流。

 

 

PFC升压电感特写。

 

 

PFC整流管来自森国科,型号KS06065D,是一颗耐压650V,额定电流6A的碳化硅二极管,采用DFN5*6封装。

 

 

三颗MLCC电容用于输出滤波。

 

 

两颗高压滤波电容来自y.u.g昱光电子,规格为33μF400V。

 

 

LLC开关管来英诺赛科,型号为INN650D260A,是一颗额定耐压为650V,导阻260mΩ的氮化镓高压单管。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℃。

 

INN650D260A支持超高开关频率,无反向恢复电荷,具有极低的栅极电荷和输出电荷符合RoHS、无铅、欧盟REACH法规。

 

 

英诺赛科 INN650D260A 详细资料。

 

 

侧面从左到右依次焊接输出滤波电容,变压器,谐振电感,在谐振电感上焊接谐振电容。

 

 

谐振电容来自东莞成希,规格为0.033μF630V。

 

 

谐振电感特写。

 

 

变压器采用RM10磁芯。

 

 

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TMY1102M。

 

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电容除了被贝尔金安克QCY声丽麦多多OPPO联想努比亚倍思海陆通第一卫等品牌的数十款快充产品使用,此外还被伊戈尔40W LED驱动电源长虹42英寸智能网络电视42P3F内置电源卓飞航45W氮化镓超快墙充等产品使用,性能获得客户一致认可

 

 

EL1018光耦用于输出电压反馈。

 

 

输出同步整流芯片来自MPS,型号MP6924A,是一颗LLC同步整流控制器,MP6924A内部集成了两个同步整流控制器,分别用于LLC两个次级线圈输出的整流应用,适用于LLC转换器同步整流应用。可以节省一颗控制器,精简次级电路设计,并具有更强的抗干扰度和快速关断功能,可兼容CCM/DCM模式。同时支持4.2-35V宽范围工作电压,可以适用于USB PD3.1快充140W电源设计。

 

 

同步整流管来自恒泰柯,型号HGN046NE6AL,是一颗耐压65V的NMOS,导阻为3.8mΩ,采用DFN5*6封装。使用两颗用于LLC同步整流。

 

 

输出侧焊接降压小板和输出滤波电容。

 

 

两颗输出滤波电容来自永铭,NPX系列固态电容,规格为820μF 25V。

 

 

另一颗来自绿宝石,为BC系列固态电容,规格为220μF 25V。

 

 

降压小板正面焊接USB-C和USB-A母座,以及滤波固态电容。

 

 

电容下方焊接两颗降压主控芯片。

 

 

小板背面焊接三颗降压电感,其中较大的一颗对应USB-C1接口,中间一颗对应USB-C2和USB-3接口,另一颗较小的对应USB-A接口降压输出。

 

 

USB-C1降压电路的主控芯片均采用智融SW3516H,用于进行降压控制和协议识别。智融SW3516H是一款高集成度的多快充协议双口充电芯片,支持A+C口任意口快充输出,支持双口独立限流。

 

SW3516H集成了5A 高效率同步降压变换器。支持PPS/PD/QC/AFC/FCP/SCP/PE/SFCP等多种快充协议,最大输出PD 100W,CC/CV模式,以及双口管理逻辑。外围只需少量的器件,即可组成完整的高性能多快充协议双口充电解决方案。

 

 

充电头网通过拆解发现,SW3516H还被华硕65W 2C1A氮化镓充电器努比亚65W氘锋三口氮化镓快速充电器雷柏65W GaN快充绿联65W 4C口氮化镓快充充电器联想90W闪充双口氮化镓充电器鸿达顺120W四口2C2A快充等多款产品采用,此外智融的快充芯片还可用于USB PD快充移动电源、快充车充等领域

 

 

用于USB-C1接口的磁环降压电感。

 

 

两颗同步降压开关管丝印045N03。

 

 

输出VBUS开关管丝印018N03C。

 

 

输出滤波电容来自绿宝石,BC系列固态电容,规格为220μF 25V。

 

 

USB-C2与C3口降压输出采用智融SW3556,这款芯片支持双USB-C接口降压控制,内部集成多种快充协议,支持7A大电流输出,并支持双口功率盲插和独立限流。SW3556支持驱动低压氮化镓开关管,可进一步提升降压电路效率,减小充电器的体积与散热要求。

 

 

智融SW3556为同步整流降压拓扑,支持40V输入,内置同步整流降压控制器,搭配使用硅MOS或氮化镓开关管、电感电容等简单的外围器件,即可实现140W大功率输出。内置的降压控制器开关频率为125KHz,支持PFM/PWM模式运行以优化转换效率。

 

此外,智融SW3556支持引脚外接电阻来配置输出功率以及动态功率分配,在开发多口快充电源产品时无需外置单片机,以此实现更精简的外围并降低成本。适用于车载充电器、多口充电器、插排等产品领域。

 

 

降压开关管丝印045N03。

 

 

两颗磁环电感分别用于USB-C接口和USB-A接口的降压输出。

 

 

输出滤波电容来自绿宝石,BC系列固态电容,规格为220μF 25V。

 

 

输出VBUS开关管来自冠禹,型号KS3418MB,双NMOS,耐压30V,导阻7mΩ,采用PDFN3333封装。

 

 

USB-A口的降压芯片采用智融 SW3526,是一颗内置协议功能的同步降压转换器。芯片内部集成3.5A高效率同步整流降压转换器,支持PPS、PD、QC、AFC、FCP、SCP、PE、SFCP、低压直充等充电协议,支持CC/CV模式,外部仅需少量器件,即可组成完整的高性能多快充协议充电解决方案。

 

 

智融 SW3526 详细规格资料。

 

充电头网拆解了解到,智融SW3526已被航嘉100W氮化镓双认证安全快充华科生230W 4C1A氮化镓桌面充倍思30W超级硅Pro充电器HYPER JUICE 100W氮化镓快充等多款产品采用,此外智融的快充芯片还可用于USB PD快充移动电源、快充车充等领域

 

 

输出滤波电容来自绿宝石,BC系列固态电容,规格为220μF 25V。

 

 

USB-C1接口特写,采用过孔焊接固定,黑色胶芯不露铜,三个USB-C母座完全相同。

 

 

USB-A接口采用蓝色胶芯,过孔焊接固定,正负极加宽设计,支持大电流快充。

 

 

全部拆解完毕,来张全家福。

 

充电头网拆解总结

 

今翔 100W氮化镓快充采用折叠插脚设计,便于收纳。输出方面具备三个USB-C接口和一个USB-A接口,其中USB-C1支持100W快充,USB-C2和C3共享35W快充,USB-A口也支持快充,并且支持功率自动分配,快充协议支持全面,满足多个设备同时充电需求。

 

充电头网通过拆解了解到,这款氮化镓充电器采用MPS二合一高集成电源芯片HR1270,PFC开关管采用英诺赛科INN650D150A,PFC整流管采用森国科KS06065D碳化硅二极管,LLC开关管采用英诺赛科INN650D260A。输出采用三路同步降压电路,实现各个接口的独立快充。

 

其中USB-C1接口采用一路智融SW3516H,进行100W输出。USB-C2和C3接口共用一路SW3556,支持35W输出功率。USB-A口采用SW3526进行降压输出。PCBA模块正反面均覆盖散热片增强散热,内部结构紧凑,用料扎实。


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