拆解报告:Aohi MAGCUBE 140W 2C1A氮化镓充电器
前言
苹果MacBook Pro 16 M1 Max的推出,推动了140W PD3.1快充市场的发展,目前市面上的可选款式逐渐丰富起来。近期知名电源厂商奥海自有品牌 Aohi 也推出了140W氮化镓充电器新品。
作为 Aohi MAGCUBE 系列的新成员,这款氮化镓充电器颜值依旧相当耐打,而且配备的是2C1A三个快充接口,两个PD快充口均支持140W,USB-A口则增添了对时下热门UFCS融合快充的支持,性能很全面。
目前充电头网是拿到了Aohi MAGCUBE 140W氮化镓充电器的样机,下面就对其进行详细拆解,看看用料做工如何。
此前充电头网已经对这款充电器进行了详细评测,此外拆解过Aohi MAGCUBE 40W双C口充电器、Aohi 120W 2A2C四口氮化镓桌面充、Aohi 100W双USB-C口氮化镓快充、Aohi Magcube 65W PD快充氮化镓充电器、Aohi迷你20W PD快充充电器,欢迎查阅。
Aohi 140W氮化镓充电器外观
Aohi MAGCUBE 140W氮化镓充电器机身黄黑撞色十分醒目,边缘大弧形圆润过渡,增加用户持握手感。
机身正面中心金属银漆喷刷Aohi品牌。
字体颗粒感十足,但实际触摸手感很光滑。
另一面喷刷“140W GaN+”字样。
同一面边缘喷刷“MAGCUBE 140W GaN+”。
输入端外壳上印有充电器参数。
充电器参数特写
型号:AOC-C012
输入:100-240V~ 50/60Hz 3A Max
PD 输出:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A
PPS:3.3-21V5A 140W Max Each Port
USB输出:5V3A、9V2A、12V1.5A、10V2.25A、11V3A 33W Max
总输出:140W Max
制造商:深圳市奥达电源科技有限公司
充电器通过了CCC认证。
充电器配备可折叠国标插脚,并且机身两侧加入双翼设计,保证便携同时使用也更加稳定。
输出端配备2C1A三个USB接口,面板为立体微雕工艺的钻石纹理设计,提升产品精致感。
边缘喷刷PD、USB提示字样。
此外输出端上方设有指示灯,算是Aohi MAGCUBE系列快充的一大经典。
测得充电器机身高度为68.79mm。
宽度为73.07mm。
厚度为31.7mm。通过三围算得充电器体积约为159.34cm³,以充电器功率140W计算,功率密度约为0.88W/cm³。
充电器机身厚度略大于1元硬币直径。
和Apple苹果140W氮化镓充电器相比,不仅接口更多,体积反倒还小不少。
另外测得充电器净重约为320g。
接通电源,充电器指示灯亮绿光。
使用 ChargerLAB POWER-Z KM003C 测得其中一个PD 快充口支持QC3.0、PE2.0、PD3.1、PPS、QC5、DCP、Apple 2.4A充电协议。
此外还具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A六组固定电压档位,以及3.3-11V5A、3.3-21V5A两组PPS电压档位。
测得另一个PD快充口兼容协议一样。
此外PDO报文也相同,即两个PD快充口都支持最高140W快充,日常使用支持单口功率盲插。
测得USB口支持UFCS、FCP、SCP、AFC、QC3.0、PE2.0、DCP充电协议。
测得UFCS融合快充具备5-11V3A、11-21V1.55A两组电压档位。
使用Aohi MAGCUBE 140W氮化镓充电器给苹果MacBook Pro 16 M1 Max充电,测得充电功率为27.5V 4.95A 136.26W。
Aohi 140W氮化镓充电器拆解
将充电器外壳拆开,内部PCBA模块通过导热胶灌封成一个整体,以获得更佳的散热效果、强度和耐候性。模块背面覆盖蓝色导热垫以及散热片,包裹绝缘胶带的散热片已被拆下。
测得模块长度为64.25mm。
宽度为67.86mm。
厚度为28.05mm。
模块正面同样覆盖蓝色导热垫以及散热片,散热片也同样包裹胶带绝缘。
将导热胶清理干净,方便接下来观察器件信息。
模块正面一览,器件布局紧凑,层次感十足。最上一排是输入EMI滤波电路相关器件以及PFC升压电感,中间是一排8颗电容以及三个变压器,输出端是5颗固态电容以及垂直焊接的小板。
PCB板背面一览,PFC以及三路开关电源主控芯片均采用PI的产品,得益于PI高集成电源芯片的使用,整个背面电路显得非常简洁规整,锡焊工艺干净利落。
通过观察发现,充电器采用PFC+三路反激开关电源设计,宽电压范围输出。其中两路电源用于USB-C接口,支持并联单口输出,两路电源由协议芯片控制并联,进行单USB-C口的140W输出。另外一路USB-A接口也采用协议芯片控制输出电压的方式,独立输出。
这是首款采用PI InnoSwitch4-Pro芯片搭配独特双变压器设计的快充。下面我们就从输入端开始了解各个元器件的信息。
PCBA模块前端一览,左侧以及最前面焊接小板,以充分利用空间。
主板上设有安规X电容、共模电感、滤波电感、薄膜电容、PFC升压电感等。
将左侧小板拆下,正面设有延时保险丝、压敏电阻以及共模电感。
小板背面没有元器件。
另一块小板正面设有两颗整流桥,采用两颗以均摊发热。
小板背面也没有元器件。
延时保险丝来自贝特电子,出料号932,规格为5A 250V,用于输入过流保护。
压敏电阻特写,用于交流输入浪涌保护。
共模电感采用漆包线和绝缘线绕制,底部采用电木板绝缘,用于滤除EMI干扰。
安规X2电容来自SET,容量0.33μF。
二级共模电感特写,采用漆包线和绝缘线绕制。
两颗整流桥来自扬杰,型号YBSM8010,规格为8A 1000V,两颗并联均摊发热。
滤波电感特写。
两颗CBB薄膜电容规格为1μF 450V。
PFC升压控制器采用 PI PFS5278F,内部集成 750V PowiGaN 氮化镓开关管,采用InSOP-T28F封装,具有良好的散热性能和高集成度,可在宽负载情况下提供高功率因数和高效率。
PFC升压电感特写,ATQ23磁芯。
模块侧面一览,PFC升压整流管固定在金属散热片上,侧面还能看到高压滤波电解电容、主控芯片供电电容以及变压器。
另一侧也有高压滤波电解电容以及变压器。
PFC升压整流管采用强茂 QRT806F,是一颗超快速恢复二极管,600V 8A规格,采用ITO-220绝缘封装。
高压滤波电解电容一共有五颗,三颗规格为420V 18μF。
一颗规格为420V 47μF。
还有一颗规格为420V 27μF,总容量为128μF。
三颗主控芯片供电电容均来自TEAPO智宝,规格都是100V 10μF。
两个USB-C快充口对应的两路开关电源方案相同,主控芯片均采用PI INN4576F,是PI推出的InnoSwitch4-Pro系列电源芯片,是一颗数字控制的电源芯片,支持反激和ZVS反激,内部集成750V PowiGaN开关管,支持主动钳位输出和同步整流控制,支持宽电压适配器环境80W输出功率,两路芯片输出并联,满足140W大功率输出。
另一路开关电源PI INN4576F主控芯片特写。
1009光耦特写,用于输出电压反馈。
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。
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。
另一个颗特锐祥贴片Y电容料号也是TMY1471K。
两路开关电源变压器一样,都是ATQ24磁芯。
同步整流管来自AOS万代,丝印66540。
另一颗同步整流管是相同型号。
USB-A口开关电源电路主控芯片采用PI INN3378C,采用PowiGaN氮化镓技术,内置PWM控制器、高压MOS、同步整流控制器等,集成度非常高,并且采用数字总线控制调压。宽电压范围条件下,密闭外壳内可以输出55W功率,降额使用。
PI官方的资料显示,INN3378C属于InnoSwitch3-Pro家族,它采用了PI独家的PowiGaN技术,也就是内置了GaN氮化镓功率器件,相比传统MOSFET可以输出更大功率。
贴片Y电容同样来自特锐祥,料号为TMY1471K。
变压器特写,采用ATQ20磁芯。
同步整流管采用威兆半导体VSP008N10MSC,这是一颗耐压100V,导阻6mΩ的NMOS,采用PDFN5*6封装。
充电头网拆解了解到,采用威兆VSP008N10MSC的还有米物甄妙65W 2C1A氮化镓充电器、华硕adol 65W氮化镓充电器、努比亚65W氘锋三口氮化镓快速充电器、联想65W PD快充火柴盒电源等产品,威兆MOS也获得华为、小米、三星、OPPO等众多知名品牌的认可。
输出端一览,滤波固态电容焊接在主板上,三个USB母座焊接在小板上,指示灯围有泡棉防漏光。
将输出端小板拆下,正面除USB母座和指示灯外,无其它器件。
小板背面设有PD口和USB口协议芯片,以及对应接口输出VBUS管。
五颗输出滤波固态电容均来自绿宝石,BD系列高压固态电容,四颗规格为35V 390μF。
一颗规格为16V 1000μF,从耐压值可以看出这颗用于USB-A口开关电源同步整流输出滤波。
两个PD快充口协议芯片采用英集芯IP2738,这是一颗双路协议芯片,支持双口18-140W快充应用,具备独立的反馈控制,具备独立的USB PD控制,相当于两颗IP2736整合到一颗芯片内部,快充规格与IP2736相同。支持USB PD3.1 28V EPR档位,并支持PD3.0/PPS等丰富全面的快充协议,兼容性非常好。
英集芯IP2738内置四路独立的NMOS驱动,可用于多个接口输出控制,控制多个VBUS开关管进行输出端口切换以及两路电源并联控制,并且支持双路独立的过流、过压以及短路保护,确保使用安全。
充电头网了解到,英集芯IP2738此前已被麦多多40W双USB-C氮化镓充电器、爱兰博140W 2C1A氮化镓充电器、安克65W 2C1A二合一氮化镓超极充、绿联140W 2C1A氮化镓充电器,英集芯的其它系列快充芯片已被小米、华为、三星等大品牌的产品使用,性能质量获得客户的高度认可。
PD快充口输出VBUS开关管采用两颗威兆半导体VS3698AE,NMOS,耐压30V,导阻3mΩ,采用PDFN3333封装。
威兆半导体 VS3698AE 详细资料。
另一个PD快充口输出VBUS开关管也是采用两颗威兆半导体VS3698AE。两个PD快充口各使用两颗VBUS开关管,用于控制单口独立输出及单口输出时双路并联使用。
USB-A口协议芯片采用英集芯,这是一款集成多种协议,用于 USB 端口的 快充协议控制 IC。IP2736U支持包括 USB TypeC DFP、PD2.0/PD3.1/PPS/EPR 28V,HVDCP QC5/4+/3+/3.0/2.0、FCP、SCP、AFC、SFCP、MTK PE+2.0/1.1、UFCS、Apple 2.4A、BC1.2 以及 SAMSUNG 2.0A 多种快充协议,为适配器、车充等单向输出应用提供完整的解决方案。
IP2736U 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。
USB口输出VBUS开关管也是采用威兆半导体VS3698AE。
多色指示灯特写。
USB-C口母座特写,过孔焊接固定,黄色胶芯不露铜。
USB-A口母座特写,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
Aohi这款140W氮化镓充电器延续MAGCUBE系列精致外观设计,加之机身小巧,功率密度达0.88W/cm³,同时配备可折叠插脚,小巧便携,对用户来说第一印象就很不错。
此外配备2C1A三个接口,两个PD快充口均支持140W,性能完全一样,日常盲插使用很方便。并且可全程满载给苹果MacBook Pro 16 M1 Max全速充电,快速满血复活。接口支持PD、PPS、UFCS等快充协议,还能很好适配苹果、三星、小米、黑鲨等品牌手机,多设备党一个就够。
充电头网通过拆解了解到,这款充电器内部采用PFC加三路独立QR反激开关电源架构。PFC电路采用了PI PFS5278F PFC控制器。两路开关电源,PI INN4576F芯片搭配独特双变压器设计首次亮相,更稳定,能更好的保护设备,整体表现接近苹果原装。第三路开关电源主控芯片采用PI INN3378C。得益于PI芯片的高集成度,电路非常简洁。
输出端采用英集芯IP2738和IP2736U两颗协议芯片分别控制两个PD快充口和USB接口输出。绿宝石固态电容进行同步整流输出滤波,PCBA模块整体灌胶,并粘贴导热垫和散热片加强散热,整体做工用料不错。
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