拆解报告:MOTO摩托罗拉125W氮化镓充电器
前言
大功率的快充,对于手机充电体验的提升,效果是非常明显的。百瓦大功率快充,能够将手机的充电时间压缩进二十分钟,在低电量时具有极快的补电速度,十分实用。MOTO摩托罗拉此前发布的X30 Pro手机配备了125W氮化镓快充。
使用摩托罗拉125W快充,在7分钟即可为手机充入一半电量,19分钟即可充满手机。同时这款充电器还可以作为100W PD快充使用,满足笔记本以及手机充电需求。下面充电头网就安排这款充电器的拆解,一起看看内部设计和用料如何。
值得一提的是,充电头网还拆解过摩托罗拉Edge X30手机标配68W氮化镓充电器、摩托罗拉30W快充充电器、摩托罗拉30W快充充电器(英规)、摩托27W QC4+充电器,欢迎查阅。
摩托罗拉125W氮化镓充电器外观
摩托罗拉125W氮化镓充电器通体黑色,外壳表面也是全部磨砂处理,可以有效抗指纹。
机身正面中心设计有摩托罗拉品牌logo。
另一面设计有125W字样,表明充电器最大充电功率,配备固定国标插脚靠一侧布局,方便插拔使用。
充电器配备固定美规插脚,靠一侧布局方便插拔,输入端外壳印有充电器参数。
充电器参数特写
型号:MC-1251
输入:100-240V~50/60Hz 1.7A
输出:5V3A、9V3A、15V3A、20V6.25A、5-20V6.25A
制造商:江苏辰阳电子有限公司
充电器已经通过了PSE、NOM、NYCE、UL认证和VI级能效认证。
机身顶面配有单USB-C接口,红色胶芯。
顶面边缘以及接口外围采用亮面环设计
测得充电器机身高度为55.13mm。
宽度为56.06mm。
厚度为28.89mm。
和苹果140W充电器对比,体积优势非常明显。
拿在手上的大小直观感受。
另外测得充电器净重约为149g。
摩托罗拉125W氮化镓充电器拆解
看完了摩托罗拉125W氮化镓充电器的外观,下面就进入拆解环节,一起看看这款充电器内部的做工。
首先撬开输入端外壳,发现充电器内部PCBA模块被导热胶填充。
接下来使用切割机切开外壳,取出内部PCBA模块。
PCBA模块长度约为47.26mm。
PCBA模块宽度约为51.52mm。
PCBA模块宽度约为24.41mm。
PCBA模块正面一览,左上角为输入EMI电路,焊接保险丝,共模电感,右侧焊接安规X2电容和共模电感,下方焊接薄膜滤波电容和滤波电感,下方为PFC升压电感,左侧为高压电解电容。在PFC升压电感下方是平面变压器,右侧焊接多颗固态电容滤波。
PCBA模块背面焊接整流桥,PFC控制器,PFC整流管,反激控制器和两颗反馈光耦,镂空放置平面变压器磁芯。
通过对摩托罗拉这款125W充电器正反面电路观察发现,这款充电器内部采用PFC升压,然后为QR反激开关电源供电,输出电压由协议芯片通过光耦调节反馈。输出采用同步整流。下面我们就从输入端开始了解各个元器件的详细信息。
充电器输入端一览,焊接保险丝,NTC浪涌抑制电阻,压敏电阻,共模电感,安规X2电容,热敏电阻等元件。
输入端保险丝外套热缩管绝缘。
绿色NTC浪涌抑制电阻用于抑制上电浪涌电流,减小插入插座时的火花。
蓝色压敏电阻来自STE松田电子,规格为10D681K,用于输入过压保护。
第一级共模电感采用漆包线和绝缘线绕制,外包热缩管绝缘,底部焊接绝缘支架。
安规X2电容来自NDF达孚,规格为0.22μF。
第二级共模电感采用扁铜线绕制。
充电器内部一颗温度保险丝来自贝特电子,熔断温度为150℃,固定在共模电感上检测温升,用于充电器内部过热保护。
PCB正反面各焊接一颗整流桥,使用两颗用于均摊发热,降低温升。整流桥丝印MB40M。
PCB正面整流桥型号相同,用于将交流电整流成脉动直流电。
薄膜滤波电容来自NDF达孚,规格为1μF450V。
磁环电感用于输出滤波,底部胶水固定绝缘支架。
PFC升压控制器来自杰华特,型号JW1571,是一颗临界模式的PFC升压控制器,具有高精度的恒压输出,采用SOP8封装,适用于单级升压功率因数校正(PFC)应用。恒定导通时间控制策略确保高功率因数,无需输入电压检测电路,简化系统设计,节省损耗;临界导通模式操作降低了开关损耗,提高了 EMI 性能并大幅提高效率。
JW1571具有多重保护功能,大大提高了系统的安全性和可靠性,包括VCC UVLO、CS过压保护、FB过压保护和过温保护。支持开关电源,适配器和液晶电视应用。
氮化镓开关管来自英诺赛科,为定制型号,丝印65DAL01A,实际型号为INN650DAL01A。是一颗耐压650V的增强型氮化镓高压单管,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。
充电头网拆解了解到,英诺赛科氮化镓功率开关管还有INN650DA02、INN650DA04等型号,并被SPRUCE 140W 3C1A无线充二合一充电座、安述240W氮化镓+碳化硅适配器、QCY 65W 2C1A氮化镓快充、联想小新100W双C口氮化镓快充、努比亚120W 2C1A三口氮化镓快充、红魔手机6 Pro标配120W PD氮化镓快充、REMAX 100W氮化镓充电器、摩米士100W 2A2C氮化镓快充、魅族65W氮化镓充电器等多款产品采用,芯片质量获得市场广泛认可。
PFC升压电感特写,采用ATQ17磁芯,严密缠绕胶带绝缘。
ES5J快恢复二极管,用于PFC整流。
在充电器平面变压器两侧焊接高压滤波电解电容。
高压滤波电容来自绿宝石,规格为420V22μF。
另外三颗规格为420V15μF。
主控芯片来自杰华特,型号JW1515HB,是一颗高度集成的准谐振反激控制器,支持700V高压启动,集成X电容放电功能,支持8~83V宽范围供电,无需外加稳压元件。内置高可靠GaN直驱电路,6V驱动电压可直接驱动增强型GaN器件,有效简化驱动电路设计,可靠性更高。
JW1515HB采用SSOP-10封装,支持最高170KHz开关频率,支持多模式运行,在不同的输入和负载条件下获得最高的平均效率。芯片具有极低的待机功耗,具备逐周期过流保护及完善的保护功能,适用于PD及QC充电器应用。
杰华特JW1515HB资料信息。
为PFC控制器和初级控制器供电的滤波电容,规格为100V10μF。
输出侧焊接平面变压器小板,两颗固态电容,USB-C母座和两颗蓝色Y电容。
由于充电器内部采用了平面变压器,有一部分元件也焊接到平面变压器的电路板上来,帮助扩展电路板面积,提升功率密度。平面变压器左侧的初级侧焊接了氮化镓开关管,右侧焊接同步整流控制器和同步整流管。
背面焊接输出滤波固态电容。
初级开关管型号为INN650DAL01A,与PFC开关管型号相同,充电器内部共使用两颗INN650DAL01A氮化镓开关管。
同步整流控制器来自杰华特,型号为JW7726B,是一颗支持CCM、DCM、QR准谐振以及ACF主动钳位的同步整流控制器,具备快速关断能力。在启动过程中(VCC建立之前)能有效防止门极gate被耦合至开启电压。据了解,目前JW7726系列产品累计发货量已接近千万颗。
杰华特JW7726B资料信息。
充电头网拆解了解到,杰华特JW7726B还被睿元实业33W 1A1C氮化镓快充、REMAX 30W氮化镓充电器等产品采用。
同步整流管采用威兆半导体 VSP003N10HS-G,NMOS,支持10V逻辑电压驱动,耐压100V,导阻3.8mΩ,采用PDFN5*6封装。
充电头网拆解了解到,威兆MOS管广泛应用在充电器、无线充、车充、充电宝、储能电源等各个方面,并被华为、小米、紫米、三星、OPPO、VIVO、魅族、努比亚、倍思、公牛、网易智造等知名品牌的数十款产品采用,产品质量获得客户一致认可。
在平面变压器PCB上焊接一颗固态电容,来自柏瑞凯,为RN系列小尺寸固态电容,规格为100μF 25V。
充电头网拆解了解到,柏瑞凯的产品广泛应用于充电器、车充、无线充、移动电源、储能电源等领域,并被OPPO、vivo、小米、荣耀、三星、华为、联想、紫米、努比亚、公牛、ANKER等知名品牌的多款产品采用,产品获得市场的高度认可。
平面变压器PCB丝印JCT。
磁芯凹印PLB字样。
砸碎平面变压器磁芯,跑道型PCB线圈特写。
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TMY1101K。
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。
两颗蓝色Y电容来自STE松田电子。
两颗光耦用于输出电压反馈和PFC控制功能。
一颗输出滤波电容来自PolyCap柏瑞凯,为RT系列高纹波电流产品,规格为470μF 25V。
另一颗输出滤波电容来自BERYL绿宝石,为CH系列固态电容,规格为470μF 25V。
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。
输出VBUS开关管采用威兆半导体 VS3698AE,NMOS,耐压30V,导阻3mΩ,采用PDFN3333封装。
威兆半导体 VS3698AE 详细资料。
全部拆解一览,来张全家福。
充电头网拆解总结
摩托罗拉这款氮化镓充电器为固定插脚设计,黑色磨砂外壳,亮面字体表示支持125W输出功率。充电器具备100W通用快充输出和5A PPS输出,对主流安卓手机快充兼容性都很好,可为笔记本电脑充电。
充电头网拆解了解到,摩托罗拉氮化镓快充充电器内部电源模块基于PFC+QR架构开发,PFC控制器采用杰华特JW1571,反激控制器采用杰华特JW1515HB,电源部分采用了两颗英诺赛科INN650DAL01A氮化镓开关管,其中一颗用于PFC升压,另一颗用作开关电源主功率管。同步整流控制器采用JW7726;同时还应用了威兆半导体的同步整流MOS和VBUS开关管。协议芯片采用英集芯IP2726。
整机电源模块为注胶处理,充电器的内部元器件布局非常紧凑,并使用了集成度更高的平面变压器。内置一颗温度保险丝,串联在交流输入上,用于整机过热保护,内部用料和做工都非常扎实。
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