拆解报告:魅族PANDAER 120W 3USB-C氮化镓桌面充电插座
前言
魅族旗下PANDAER潮酷品牌推出了一款120W氮化镓桌面充电插座,这款插座具备三个USB-C接口和三个新国标五孔插孔,满足办公桌面交流供电扩展和便携设备快充。无需专用适配器,即可同时满足最多6台设备的供电需求。
这款氮化镓桌面充电插座采用方块砖型外观设计,顶面设有AC插孔,前端为三个USB-C接口。插座具备独立轻触电源开关,用于AC供电控制,还内置防浪涌器件,用于雷击保护。USB-C接口均支持100W快充输出,并且支持100+20W和60+60W等多种功率输出组合,并在接入新设备时不会断连,满足三台设备的同时快充。
USB-C接口还配有单独的指示灯,其中显示蓝色时输出功率为50W及更高,绿色表示输出功率在50W以下,红色显示表示低速充电,直观了解充电状态。下面充电头网就带来魅族这款氮化镓桌面充电插座的拆解,一起看看内部的设计和用料。
此前充电头网已经对这款产品进行了详细评测,此外拆解过魅族PANDAER 80W氮化镓快充充电器、魅族PANDAER 67W 2C1A氮化镓变速箱潮充、魅族PANDAER 40W双USB-C氮化镓充电器、魅族PANDAER 65W 2C1A氮化镓充电器等产品,欢迎查阅。
魅族PANDAER 120W桌面充电插座开箱
包装盒方面依旧为 PANDAER 设计风格,中间印有标志“熊猫头”奇趣图案,右侧为二维码及产品平面图示等信息的贴纸。
侧面印有产品相关参数信息。
包装盒上产品参数特写,下面到实物环节再详细介绍。
型号:PTC04;
插座输入:10A Max 250V 2500W Max;
USB 输入:180-240V~ 50/60Hz,3.0A Max;
USB 输出:USB-C1/C2/C3:5V/9V/12V/15V 3A,20V5A;
USB 输入: 180-240V ~50/60Hz,3.0A Max
USB 输出: USB-C1/USB-C2/USB-C3=5V/9V/12V/15V-3A; 20V-5A
USB-C1+USB-C2/USB-C2+USB-C3/+USB-C1+USB-C3=100W+20W/60W+60W;
USB-C1+USB-C2+USB-C3=60W+30W+30W/45W+45W+30W/40W+40W+40W;
USB 最大输出功率:120W Max;
制造商:珠海市魅族科技有限公司。
包装内含PANDAER 120W桌面充电插座以及说明手册。
PANDAER 120W桌面充电插座以北欧建筑为灵感,采用冰河白纯粹配色,直角边框设计,手感舒适。同时全框架 V0 级防火材料,国标插孔配置以及抗雷击防浪涌功能,打造简洁安全桌面。
插座采用国标三扁插头,侧边凹陷处理更易插拔;并且延续轻薄设计,方便用户在狭窄空间内使用。
插头内侧有相应规格参数以及标识设计,规格为10A 250V~,通过了CCC认证。
电源线采用加粗电源线芯,更耐用耐磨损;并印有相关字样:“CCC认证“、“300/500V 3*1.0mm²”,即安全系数更高,使用更安全。
机身背面采用黑色外壳,并且外壳采用网格栅型竖条散热设计,同时,电源线与本体连接处采用防护SR设计,耐用避免电源线外被弯折破皮。
黑色外壳上印有产品详细规格参数,左侧设有微动式电源开关按键。
机身顶面配置三组3+2新国标组合插口,比传统插座更耐用耐插拔。
每组AC插口都拥有安全保护门,不怕儿童误插插孔,用电更安全。
顶面边缘设计有MAX 2500W字样,表明最大承载功率。
插座机身前端配置三个USB-C接口,右上角为透明设计的“熊猫头”奇趣logo。
“熊猫头”奇趣logo处特写。
三个USB-C接口胶芯均为橘黄色,上方也都各配置对应指示灯。
机身两侧均无特殊设计。
机身底部拥有一整块加厚橡胶防滑垫,同时防滑垫中心区域为“PANDAER”亮面字样设计。
实测PANDAER 120W桌面充电插座外露线材长度约为171cm。
机身长度约为179.98mm。
宽度约为63.35mm。
厚度约为45.42mm。
另外测得产品重量约为575g。
PANDAER 120W桌面充电插座在通电后,logo区域亮水蓝色。
USB-C口上方指示灯在设备接入充电时显示不同颜色(蓝色、绿色、红色),灯光柔和,对应不同充电功率。
使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得USB-C口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0/5、PE2.0、PD3.0、PPS、DCP、Apple 2.4A充电协议,覆盖范围广泛。
PDO报文显示USB-C口具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五组固定电压档位,以及3.3-21V5A一组PPS电压档位。因为三个接口性能完全相同,篇幅原因这里便只展示其中一个接口测试结果。
使用插座USB-C口给苹果MacBook Pro 16 M1 Max充电,测得充电功率为19.67V 4.64A 91.25W,屏中显示成功握手PD快充协议。
魅族PANDAER 120W桌面充电插座拆解
看完了魅族这款120W桌面充电插座的开箱,下面就进行拆解,一起看看内部的用料和设计。
首先撕下机身底部的防滑橡胶垫。
在防滑胶垫下面为三角防拆螺丝。
后盖共使用五颗防拆螺丝固定。
电源线采用螺丝和压板固定,导线冷压端子焊接连接。
两根导线焊接连接,为快充PCBA模块供电。
用于照亮内部logo的LED灯特写。
插座内部PCBA模块一览,其中上方为插座模块,下方为快充PCBA模块。
屏蔽铜箔粘贴在绝缘麦拉片上。
插座模块正面一览,焊接三个新国标五孔插座,PCB走线过孔处理。右侧焊接控制供电的继电器和供电电路。
背面大电流走线露铜加锡,增加载流量降低电阻。
插座模块采用焊接连接,插座模块上覆盖有安全门,防止异物进入。
用于雷击浪涌保护的压敏电阻特写。
压敏电阻来自SUP肃菲,为TLMOV热保护型压敏电阻,规格为14D561K-2P,用于雷击浪涌保护。这款热保护型压敏电阻将温度保险丝与压敏电阻串联,能够检测压敏电阻的温度,进行过热保护。相当于传统热敏电阻与保险丝串联,再使用热缩管固定的组合。
两颗蓝色Y电容特写。
用于控制继电器的非隔离降压电路特写。
输入端保险电阻外套热缩管绝缘。
整流桥来自沃尔德,型号WRABS20MG,规格为2A 1000V。
两颗滤波电容来自JK,规格为3.3μF400V。
滤波色环电感特写。
垂直焊接的小板上焊接一颗非隔离降压芯片,并焊接两个插座连接指示灯和按键。
另一面焊接MCU芯片和一颗滤波电容。
非隔离降压芯片来自芯朋微,型号AP8506,是一颗非隔离降压芯片,内部集成PFM控制器和650V MOS管。芯片支持高压启动,可实现快速启动和超低待机功能。
降压电感采用铁氧体屏蔽磁芯。
输出滤波电容来自万裕,规格为470μF10V。
小板另外一面焊接一颗MCU,来自芯海科技,型号CSU32P10,是一颗内置12位ADC的8位MCU,内部集成振荡器,支持2.4~5.5V工作电压,采用MSOP10封装。用于检测按键操作,进行继电器驱动控制。
芯海科技 CSU32P10 资料信息。
充电头网拆解了解到,芯海 CSU32P10 此前还被倍思67W 2C1A+HDMI多功能氮化镓桌面充、摩米士40W双USB-C快充充电器、闪极100W 3C1A氮化镓充电器等产品采用。
连接指示灯和电源按钮的插座特写。
用于控制插座供电的继电器来自元则,型号Y32F-SS-105HM,为塑封型继电器,线圈电压为5V,触点容量为10A。
电源开关小板特写,正面焊接连接导线和一颗微动按键。
小板为单面印刷。
贴片微动按键特写。
LED指示灯连接线外套热缩管绝缘。
指示灯焊接在小板上。
PCBA模块正面一览,右侧为交流输入端,焊接保险丝,共模电感,压敏电阻,安规X2电容,薄膜滤波电容和滤波电感,向左焊接PFC升压电感,高压滤波电容,谐振电感,谐振电容和LLC变压器。谐振电感,变压器和PFC升压电感均打胶固定,左侧焊接降压输出小板。
背面焊接整流桥,PFC+LLC二合一控制器,氮化镓功率芯片,碳化硅二极管,两颗LLC开关管。左侧焊接同步整流控制器,贴片Y电容和反馈光耦。
通过对PCBA模块正反面的观察发现,快充模块采用PFC+LLC开关电源架构,搭配同步整流,固定电压输出。输出采用三路独立的降压电路,实现三口快充输出。下面我们就从输入端开始了解各个元器件的信息。
PCBA模块侧面一览,焊接保险丝,共模电感,压敏电阻,安规X2电容。
输入端保险丝规格为3.15A 250V。
共模电感采用漆包线和绝缘线绕制。
MOV压敏电阻来自NDF达孚,型号10D471K,用于吸收雷击浪涌。
侧面焊接共模电感,薄膜滤波电容,PFC升压电感,高压滤波电容,主控芯片供电电容,LLC变压器和输出滤波电容。在上方焊接USB-C降压输出小板。
安规X2电容来自CHAMPION全鹏电子,规格为0.22μF。
第二级共模电感采用扁铜线绕制,底部焊接绝缘支架。
另一颗安规X2电容规格为0.47μF。
输入端整流桥型号ULBR810,规格为8A 1000V。
在PCB另外一面还焊接一颗同型号整流桥,两颗均为半桥连接,均摊发热。
两颗薄膜滤波电容来自JURCC捷威,为MPP85-BOX系列,规格为1μF450V。
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HR1275,是一颗采用临界和断续混合模式的PFC控制与电流模式LLC二合一数字控制器,可以通过UART接口配置。芯片内置节电技术,可以帮助实现整个工作范围内的效率优化。芯片内置高压启动和X电容放电,并支持PG信号输出。
为初级主控芯片供电的供电电容来自万裕,规格为100μF35V。
PFC开关管来自纳微,型号NV6136C,这是一颗高集成的氮化镓功率芯片,内置驱动器以及高精度无损耗电流采样电路,消除取样电阻的损耗。NV6136C内置170mΩ导通电阻,耐压700V的氮化镓开关管,支持2MHz开关频率,采用6*8mm QFN封装,节省面积。
纳微 NV6136C 资料信息。
充电头网通过拆解了解到,纳微GaNFast功率芯片此前已被摩托罗拉68W氮化镓充电器、戴尔60W氮化镓快充、OPPO 50W饼干氮化镓快充、小米65W 1A1C氮化镓快充充电器、努比亚65W氘锋三口氮化镓快充、联想YOGA 130W双USB-C口快充、安克65W氮化镓充电器(英雄联盟版)等知名品牌的数十款产品采用。
PFC升压电感采用ATQ2500磁芯绕制,磁芯缠绕胶带绝缘。
PFC整流管来自森国科,是一颗碳化硅二极管,型号KS04065-D,规格为650V 4A,采用PDFN5*6封装。
高压滤波电容来自KINLS蓝宝石,规格为120μF450V。
两颗LLC开关管来自东微半导体,型号OSG65R200JF,NMOS,耐压650V,导阻200mΩ,采用PDFN8*8封装,两颗串联组成半桥。
LLC谐振电容来自JURCC捷威,为MPP92-BOX系列,规格为0.012μF 1KV。
LLC谐振电感特写。
LLC变压器采用胶带严密缠绕绝缘。
亿光 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,还应用于海陆通、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电容特写。
同步整流控制器来自MPS,型号MP6924A,是一颗LLC同步整流控制器,具有更强的抗干扰度和快速关断功能,兼容CCM/DCM模式。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。
用于为MP6924A同步整流芯片的供电芯片来自力生美,型号LN3210,是一颗高性能开关电源控制器供电芯片,支持宽范围电压输入,为USB PD以及QC快充电源优化,输入电压可达75V,输出电压不高于17V,具有低待机功耗,内置反向隔离功能,简化宽范围开关电源供电电路设计,降低器件数量,节省占板面积。
力生美 LN3210 具有SOT23和SOT89封装,器件仅3个引脚,使用方便,适用于快充电源等宽电压输出的开关电源应用。
同步整流管来自东微,型号SFS06R10GF,NMOS,耐压60V,导阻10mΩ,采用PDFN5*6封装。
三颗滤波固态电容规格为680μF 25V。
降压小板通过滤波电感小板焊接连接。
输出滤波电感焊接在连接降压电路的小板上。
降压输出小板一览,正面焊接USB-C母座,指示灯小板,在下方焊接协议芯片,下面焊接降压电感。三颗用于指示输出功率的LED指示灯粘贴泡棉遮光。
背面焊接三路同步降压控制器,降压开关管和VBUS开关管。
在指示灯小板下面焊接两颗协议芯片和滤波电容。
其中两个USB-C口的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。
用于降压输出的同步整流降压控制器来自英集芯,型号为IP6550,是一款支持36V输入的同步降压控制器,内置NMOS管驱动,外置两个MOS管进行高效同步整流降压。IP6550通过反馈引脚调节输出电压。开关频率135KHz,输入端耐压48V,内置完善的保护功能。英集芯IP6550采用3*3mm QFN16封装,可实现简化的同步降压转换电路设计。
IP6550可用于车载充电器、多口适配器、智能插排、支持USB-C接口的插排以及行车记录仪应用。同步整流降压具有高转换效率,高输出电流可用于多口5V输出,搭配PD协议芯片可实现宽范围电压调节,满足USB PD3.1的应用。
另一颗协议芯片采用英集芯IP2736,芯片内部集成电压基准,集成可编程的电压/电流环路控制,芯片内部集成低端电流检测,输出支持线损补偿。支持电源适配器应用的光耦反馈,支持通过I2C和FB控制的DC-DC改变输出电压,支持车充、储能电源、充电器、移动电源、电动工具等应用。
得益于多种反馈形式的支持,IP2736可与QR、ACF、LLC等电路架构的开关电源搭配用于PD快充,也可以与升降压电路搭配用于大功率快充车充和移动电源等应用。
英集芯 IP2736 详细资料。
两颗降压开关管来自砹德曼,型号AD40N50D3,NMOS,耐压40V,导阻4.5mΩ,采用PDFN3*3封装。
VBUS开关管来自砹德曼,型号AD30N80D3,NMOS,耐压30V,导阻为3.1mΩ,采用PPAK3*3封装。
两颗MLCC滤波电容特写。
剩余两路USB-C口降压电路MOS管和VBUS管型号相同,节省篇幅只介绍其中一路。
三颗降压电感外套热缩管绝缘,并打胶水固定。
一颗输出滤波电容规格为150μF 25V。
另外两路输出滤波电容规格相同。
两颗5mΩ电流取样电阻用于输出电流检测。
第三颗电流取样电阻规格相同。
指示灯小板上面焊接一颗MCU,三颗RGB LED指示灯和一颗开关降压芯片。
用于功率自动分配和指示灯控制的MCU来自芯海科技,型号CSU38F20,是一个带LED驱动和12-bit ADC的8位宽电压Flash MCU,内置16K字节Flash程序存储器,集成8COM×7SEG LED驱动、UART接口、I2C接口,适用于个人护理、电子烟、电池管理、消防标志灯等领域。
芯海科技 CSU38F20 资料信息。
一颗降压芯片来自微盟电子,丝印1HVH,采用SOT23-6封装。
RGB LED指示灯特写,采用贴片焊接。
USB-C母座特写。
全部拆解一览,来张全家福。
充电头网拆解总结
魅族这款120W桌面充电插座具备三个新国标五孔插孔和三个USB-C接口,插座具备轻触开关,支持AC供电控制。三个USB-C接口均支持100W输出功率,并且支持功率自动分配,满足多台设备的同时充电需求。USB-C接口上方还设有指示灯,用于指示输出功率,充电状态一目了然。
充电器内置MPS HR1275 PFC+LLC二合一控制器,搭配使用MP6924A组成固定电压输出的开关电源,其中PFC采用纳微NV6136C氮化镓功率芯片,LLC开关管和同步整流管均来自东微,PFC整流管采用森国科KS04065-D。高压滤波电容来自蓝宝石,输出滤波均使用固态电容。
输出降压方面采用英集芯IP2738搭配IP2736两颗协议芯片进行输出控制,搭配使用三颗英集芯IP6550同步降压控制器,并使用砹德曼同步降压开关管和VBUS开关管。使用芯海科技CSU38F20 MCU用于输出功率显示。插座还内置防雷击保护电路,内部用料和做工都很可靠。
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