拆解报告:倍思130W 2C1A氮化镓充电器
前言
倍思推出了一款全新的130W氮化镓充电器,这款充电器为折叠插脚设计,体积小巧,便于携带和收纳。充电器具备2C1A接口,升级BPS 3.0快充,两个USB-C接口支持100W输出功率,支持100+30W或者65+65W功率自动分配,可以满足电脑和手机或者两台电脑同时充电的使用需求。
并且USB-A口也支持快充,更进一步增添了这款充电器的实用性。并且这款充电器具备不断连,不掉速的优势,更加提升使用体验。下面充电头网就带来这款氮化镓充电器的拆解,一起看看内部的方案吧。
此外充电头网还拆解过倍思65W 1A1C超薄氮化镓充电器、倍思160W 2C1A氮化镓充电器、倍思140W 2C1A氮化镓充电器、倍思67W 1A1C氮化镓充电器、倍思30W GaN3氮化镓快充充电器、倍思100W 2C2A氮化镓二代快充等产品,欢迎查阅。
倍思130W氮化镓充电器开箱
包装盒主要为黄白配色,正面印有Baseus品牌、产品名称、外观和PD100W快充、倍思 BCT 温控技术两大产品特点标识。
背面印有产品应用场景、规格参数以及商家信息等。
产品参数特写,下面到实物环节再详细介绍。
包装内含充电器、数据线、使用说明书、保修卡以及卡通贴纸。
数据线使用印有倍思品牌的魔术扎带捆扎整理,常见黑色配色,外皮采用TPE材质,柔韧性好更加耐用。
线头外壳磨砂方便插拔,设有网尾抗弯折,设计有Baseus品牌和100W字样。
USB-C公头满PIN设计。
测得数据线长度约108cm,超出了1米标称不少,大品牌就是大气。
使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得数据线带有E-Marker芯片,电力传输能力为20V5A,即支持100W PD快充。
充电器延续倍思氮化镓充电器家族外观设计,机身通体黑色,外壳主体磨砂,小区域高光亮面处理进行点缀。
机身正面中心印有Baseus品牌。
另一面印有产品最大输出功率标识、型号等。
产品最大输出功率130W做了显眼设计,让人一眼便知,此外充电器型号为CCGAN130CC,深圳市倍思科技有限公司制造。
产品端角处一如既往延续LED指示灯设计。
机身输入端外壳印有充电器详细参数
名称:GaN5 Pro氮化镓快充充电器
型号:CCGAN130CC
输入:AC 110-240V~50/60Hz 2A Max
Type-C1/C2输出:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A
USB输出:5V3A、9V3A、12V2.5A
Type-C1+Type-C2:100W+30W或65W+65W
Type-C1/C2+USB:100W+30W Max
Type-C1+Type-C2+USB:65W+45W+20W
制造商:深圳市倍思科技有限公司
充电器提供了CCC认证。
机身顶面配备2C1A三个USB接口,胶芯均为红色。
实测充电器机身高度为80.52mm。
宽度为34.92mm。
厚度为43.06mm。通过三围算的充电器体积约为121.07cm³,功率密度约为1.07W/cm³。
充电器拿在手上的大小直观感受。
另外测得充电器净重约为245g。
使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得USB-C1口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0/4+、PD3.0、PPS、DCP充电协议。
并且具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五组固定电压档位,以及3.3-11V5A一组PPS电压档位。
测得USB-C2口兼容协议和USB-C1口的一样。
此外PDO报文也完全相同,充电器的两个USB-C口支持功率盲插,日常使用方便。
最后测得USB-A口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、DCP充电协议。
倍思130W氮化镓充电器拆解
看完了倍思这款充电器的开箱和测试后,下面就进行拆解,一起看看内部的方案。
首先沿壳体接缝撬开外壳,充电器内部采用导热胶灌封。
从壳体内部抽出PCBA模块,整体采用灰色导热胶填充,露出输出端USB-C和USB-A母座。
PCBA模块采用导线焊接供电。
使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为76mm。
PCBA模块宽度约为38mm。
PCBA模块高度约为30mm。
清理掉PCBA模块表面的灌封胶,内部焊接连接一片屏蔽铜箔,初次级之间开槽插入麦拉片绝缘。
PCBA模块正面一览,焊接三块小板和平面变压器,其中底部小板焊接输入EMI滤波电路,整流桥和PFC电感,平面变压器上方小板为初级开关电源控制电路,右侧为降压小板,焊接降压电路和USB母座。
PCBA模块背面焊接PFC开关管,碳化硅二极管,PFC控制器,纳微半导体氮化镓半桥芯片,贴片Y电容和同步整流管。大电流走线露铜加锡,增强载流能力。
侧面小板焊接两颗贴片整流桥。
另一侧小板焊接一颗初级主控芯片,初次级之间隔离设计。
下面将PCBA模块拆分,依次了解各个PCB的元件信息。
通过观察发现,倍思这款130W采用杰华特PFC+AHB开关电源架构设计,PFC进行功率因数校正,AHB开关电源同步整流,固定电压输出。输出通过水芯M12369三口快充SOC进行三口独立的降压输出。下面我们就从输入端开始了解各个器件的信息。
PCBA模块输入端一览,焊接保险丝,绿色NTC热敏电阻,铜带绕制的共模电感,高压滤波电容,谐振电容等元件。
输入端保险丝来自CONQUER功德,MST系列超小型延时保险丝,规格为5A 250V。
NTC热敏电阻型号1.5D-9,用于抑制充电器插电的浪涌电流。
压敏电阻来自东莞成希,规格为07D681KJ,用于浪涌过压保护。
共模电感采用绝缘线和漆包线绕制。
安规X2电容来自东莞成希,规格为0.22μF。
侧面小板正面焊接共模电感和PFC升压电感等元件。
背面焊接两颗整流桥。
另一颗安规X2电容规格相同。
第二颗共模电感焊接在侧面小板上,使用扁铜线绕制。
两颗贴片整流桥半桥连接,均摊发热,降低局部温升。
PFC升压电感特写,采用胶带严密缠绕绝缘,前方为两颗薄膜电容和滤波电感。
两颗薄膜滤波电容均来自东莞成希,其中一颗规格为1μF450V。
另一颗规格为0.68μF450V。
磁环滤波电感特写。
PFC控制器来自杰华特,型号JW1572,是一款升压式PFC控制器,具备高精度恒压输出,适用于单级功率因数校正。芯片采用恒定导通时间控制,确保高功率因数,无需输入电压检测电路,简化了系统设计并降低损耗。
芯片采用临界导通模式运行,降低开关损耗,提升EMI性能以及效率。芯片具备完善的保护功能,具备反馈开路保护,电流取样电阻短路保护,逐周期过流保护,反馈过电压保护以及过热保护等保护功能,适用于USB PD快充,液晶电视以及显示器应用。
PFC开关管来自东微,型号OSG65R200J,是一颗耐压700V,导阻200mΩ的NMOS,采用PDFN8*8封装。
90mΩ采样电阻用于开关电流检测。
PFC整流管来自英嘉通,型号IGC06065D,是一颗耐压650V的碳化硅二极管。
四颗高压滤波电容来自永铭,规格均为22μF 450V,总滤波电容容量为88μF。
在侧面的小板上焊接AHB控制器。
背面焊接一颗反馈光耦。
AHB控制器来自杰华特,型号JW1556,是一款非对称半桥反激式控制器,采用 QFN 4x4-20封装,适用于离线反激式转换器应用。芯片内部集成供电升压转换器,输入电压范围 2.5-38V,最高工作频率达1.5MHz,支持65-300W快充应用。
杰华特 JW1556 在重负载下工作在ZVS模式,支持Adaptive ZVS 开关,实现效率最优化。在轻负载下工作在DCM模式,可提供主电源开关和辅助开关两路输出控制,支持高压启动、X电容放电、突发模式控制、可调线路补偿等功能。
充电器内置纳微半导体推出的NV6245C GaNSense氮化镓半桥芯片,配合杰华特JW1556组成AHB半桥。纳微NV6245C内置两个275mΩ的氮化镓开关管,采用6*8mm PQFN封装。
为PWM主控芯片供电的滤波电容来自永铭,规格为82μF50V。
谐振电容来自东莞成希,规格为0.33μF450V。
平面变压器PCB和磁芯缠绕胶带绝缘。
撕下绝缘胶带,磁芯缠绕铜箔屏蔽并焊接导线接地。
砸碎变压器磁芯,内部跑道型PCB一览。
PCB标注BS-P130W字样。
EL1019光耦用于输出电压反馈。
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。
另一颗贴片Y电容料号为TMY1471K。
同步整流控制器来自MPS,丝印IBUJP,实际型号为MP6951,为MPS最新推出的一款同步整流控制器,支持DCM,CCM,QR,ZVS工作模式,还支持ACF主动钳位反激和HFB混合反激,工作频率可达1MHz,支持驱动氮化镓同步整流管,支持高侧和低侧应用,采用TSOT23-6封装。
两颗同步整流管来自华瑞微,型号HRG120N08G,NMOS,耐压120V,导阻5mΩ,使用两颗并联。
输出滤波电容来自永铭,NPX系列固态电容,规格为1000μF 25V。
另一颗滤波电容规格为220μF 25V。
磁环滤波电感特写,采用漆包线绕制。
还有一颗滤波电容规格为560μF 25V。
充电器输出降压小板一览,正面焊接降压MOS管,滤波电容,USB-C和USB-A母座。
背面焊接三颗降压电感。
焊接取下三颗磁环降压电感,电感与PCB之间通过麦拉片绝缘。
清理掉灌封胶,在电感下面焊接一颗SOC芯片和一颗降压转换器。
充电器中输出降压SOC芯片来自水芯电子,型号M12369,是一款面向大功率快充应用的电源管理 SOC,集成了微处理器、双路降压变换器、快充协议控制器,支持 PD3.1、QC3.0、SCP、FCP、AFC、BC1.2 DCP 等全部主流快充协议,结合少量元件即可组成双 C 口的 140W 大功率快充解决方案;辅以 DC-DC 芯片,还可扩展为 C+C+A 三路独立的 140W 大功率快充解决方案。
水芯电子M12369 芯片内置两路独立的降压转换器,最高频率可达1MHz,支持42V输入电压,输出支持3.3-28V宽范围电压输出。芯片支持直通模式,支持动态功率分配,管脚具备48V耐压,并具备全面的保护功能,满足多口PD快充和储能电源等应用。
水芯电子 M12369 资料信息。
M12369 SOC芯片实际应用原理图,芯片具备PWM驱动信号输出,搭配外置的开关管实现两路独立的USB-C快充输出,并搭配外置的一颗同步降压转换器,实现USB-A接口的快充输出。
用于USB-C接口降压输出的两颗MOS管为锐骏半导体 RUH4040。
输出滤波电容规格为220μF 25V。
LED电源指示灯特写。
全部拆解一览,来张全家福。
充电头网拆解总结
倍思推出的这款氮化镓充电器不仅体积小巧,输出功率分配也是相当使用,充电器为2C1A三个接口配置,其中两个USB-C接口均支持100W功率输出,USB-A接口支持30W功率输出,在双口同时使用时支持100+30W或者65+65W功率分配,并支持PPS快充,对手机电脑同时充电或者两台电脑同时充电都非常友好。
充电头网通过拆解了解到,倍思这款130W氮化镓充电器采用灌封工艺,内部采用多块PCB焊接组成,设计紧凑,空间利用率高。充电器内部采用PFC+AHB架构,PFC采用杰华特JW1572,AHB采用JW1566,并采用了英嘉通的碳化硅二极管和纳微的半桥氮化镓功率芯片。
降压电路采用水芯电子 M12369 SOC芯片,芯片内部集成协议功能以及降压控制器,单颗芯片可以实现2C1A三口快充功能,并支持功率自动分配功能,满足多口充电器以及储能电源应用,外围元件精简,功能十分全面。
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