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拆解报告:讯天宏100W 3C1A氮化镓充电器

充电头网编辑部 充电头网 2024-04-06

----- 充电头网拆解报告第2791篇 -----

前言

 

充电头网拿到了东莞市讯天宏智能科技推出的一款氮化镓充电器,这款充电器为折叠插脚,便于携带与收纳。充电器配备3个USB-C接口,USB-C1和USB-C2均支持100W快充输出,USB-C3和USB-A口支持22.5W快充,还支持功率自动分配,能够满足笔记本电脑与手机的同时快充需求。下面就带来这款氮化镓充电器的拆解,一起看看内部的做工和用料。

 

讯天宏100W氮化镓充电器外观

 

 

充电器为长方体造型,采用经典白色配色塑料外壳,腰身亮面处理,边缘过渡圆润。

 

 

机身一侧印有100W GaN字样。

 

 

背面印有产品详细参数信息。

 

 

充电器参数特写

型号: P050

输入:AC 100-240V~50/60Hz 2.3A Max

输出:

Type-C1/2:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A(100W Max)

Type-C3:5V3A、9V2.5A、12V1.88A(22.5W Max)

USB-A:5V4.5A、9V2A、12V1.5A(22.5W Max)

PPS:3.3-21V3A、3.3-21V2.1A、3.3-11V2.75A、3.3-11V2

Type-C1+Type-C2:65W+30W

Type-C1+Type-C3:65W+22.5W

Type-C1+USB-A:65W+22.5W

Type-C2+Type-C3:65W+22.5W

Type-C2+USB-A:65W+22.5W

Type-C3+USB-A:22.5W

Type-C1+Type-C2+Type-C3:45W+30W+22.5W

Type-C1+Type-C2+USB-A:45W+30W+22.5W

Type-C2+(Type-C3+USB-A):65W+22.5W

Type-C1+Type-C2+(Type-C3+USB-A):45W+30W+22.5W

总输出:100W Max

制造商:东莞市讯天宏智能科技有限公司

充电器通过了CE认证

 

 

充电器配备可折叠国标插脚。

 

 

输出端配备3C1A四个USB接口,接口旁印有标序,方便区别使用。

 

 

实测充电器机身长度为81.7mm。

 

 

宽度为61.58mm。

 

 

厚度为29.44mm。

 

 

和苹果96W充电器对比,体积更小一些。

 

 

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222g。

 

 

使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得USB-C1口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0/5、SFCP、PD3.0、PPS、DCP、SAM 2A、Apple 2A充电协议。

 

 

PDO报文显示USB-C1口还具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五组固定电压档位,以及3.3-21V3A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,USB-C1口和USB-C2口支持功率盲插。

 

 

测得USB-C3口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0/4+、SFCP、PD3.0、PPS、DCP、SAM 2A、Apple 2A充电协议。

 

 

PDO报文显示USB-C3口具备5V3A、9V2.56A、12V1.92A三组固定电压档位,以及3.3-5.9V3A、3.3-11V2A两组PPS电压档位。

 

 

最后测得USB-A口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、SFCP、DCP、SAM 2A、Apple 2A充电协议。

 


讯天宏100W氮化镓充电器拆解

 

看完了这款充电器的外观和测试,下面就进行拆解,看看内部的设计和用料。

 

 

首先沿壳体接缝撬开充电器外壳,折叠插脚通过导线焊接连接到PCBA模块供电。

 

 

导线焊接连接到垂直小板上。

 

 

从壳体内部取出PCBA模块。

 

 

PCBA模块正面覆盖铜片散热。

 

 

背面也粘贴导热垫加强散热。

 

 

使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为72mmm。

 

 

PCBA模块宽度约为58.2mm。

 

 

PCBA模块厚度约为26.2mm。

 

 

散热片通过焊接连接固定,与PCBA模块之间通过焊接连接固定。

 

 

拆下PCBA模块正面的散热片,元器件之间涂有导热胶,增强散热性能。

 

 

输入端NTC浪涌抑制电阻外套热缩管绝缘,并焊接导线连接。

 

 

NTC浪涌抑制电阻丝印2.5D-11,用于抑制冲击电流。

 

 

PCBA模块正面一览,右上角小板焊接保险丝,安规X2电容和整流桥,下方焊接共模电感,薄膜电容和滤波电感,向下依次焊接PFC升压电感,PFC开关管小板,LLC变压器。LLC变压器右侧焊接高压滤波电容,谐振电容和谐振电感,左侧焊接同步整流小板和降压输出小板。

 

 

PCBA模块背面焊接一颗PFC+LLC二合一控制器,右侧焊接两颗贴片Y电容和反馈光耦。

 

通过对PCBA模块正反面的观察发现,讯天宏这款100W氮化镓充电器采用PFC+LLC+SR开关电源架构设计,PFC进行功率因数校正,LLC电源输出固定电压。输出通过三路独立的降压电路,实现四个接口的独立快充。下面我们就从输入端开始了解整个充电器的设计和用料。

 

 

PCBA模块侧面焊接保险丝和整流桥小板。

 

 

小板正面焊接一颗保险丝。

 

 

背面焊接两颗整流桥。

 

 

输入端延时保险丝规格为3.15A 250V。

 

 

安规X2电容来自KWOKTRAN国灿电子,规格为0.33μF。

 

 

共模电感采用漆包线和绝缘线绕制。

 

 

另一颗共模电感采用扁铜线绕制,底部焊接绝缘支架。

 

 

侧面焊接整流桥小板,滤波电感和降压小板。

 

 

两颗整流桥来自深圳市沃尔德实业有限公司,型号WRLSB80M,这款软桥通过较软的恢复曲线,比较平滑的关断特性,可以降低二极管结电容达到非常少的谐波振荡产生的效果。选用的LSB封装,拥有良好的散热特性,帮助中大瓦数适配器提升可靠性,单颗可做60W+。

 

 

沃尔德 WRLSB80M 资料信息。

 

充电头网拆解了解到,沃尔德的软桥还被摩米士100W 2A2C氮化镓快充努比亚1A1C 45W氘锋氮化镓快速充电器公牛65W PD快充插座麦多多2C1A 65W氮化镓充电器鸿达顺65W 氮化镓充电器OPPO 50W饼干氮化镓快充ROCK 65W氮化镓充电器等多款快充产品采用,产品性能获得客户一致认可。

 

 

滤波电感采用磁环绕制。

 

 

薄膜电容为CBB21系列,规格为1μF 450V。

 

 

充电器初级PWM主控芯片采用NXP恩智浦TEA2016AAT,一颗芯片内置LLC控制器和PFC控制器,内置数字架构控制,简化了设计的同时减少外围元件数量,芯片内置多重完善的保护功能,集成度非常高。

 

 

为主控芯片供电的滤波电容规格为33μF 50V。

 

 

PFC开关管和PFC整流管焊接在单独的小板上。

 

 

小板背面没有元件,大面积敷铜过孔增强散热。

 

 

PFC开关管来自英诺赛科,型号INN650D02,额定耐压为650V,峰值耐压750V,导阻低至0.2Ω,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℃。

 

INN650D02 “InnoGaN”开关管高频特性好,且导通电阻小,适合高频高效的开关电源应用,采用DFN8*8封装,具备超低热阻,散热性能好,适合高功率密度的开关电源应用。

 

值得一提的是,INN650D02 “InnoGaN”开关管基于业界领先的8英寸生产加工工艺,是目前市面上最先量产的先进制程氮化镓功率器件,这项技术的大规模商用将推动氮化镓快充的快速普及。

 

 

英诺赛科 INN650D02 详细资料。

 

充电头网拆解了解到,英诺赛科氮化镓芯片目前已被三星,OPPO,VIVO,联想,雅迪,LG,华硕安克努比亚倍思绿联闪极多家知名品牌和厂商所采用,出货量突破3亿颗。

 

 

PFC整流管来自森国科,是一颗碳化硅二极管,型号KS06065-D,规格为650V 6A,采用PDFN5*6封装。

 

 

两颗MLCC电容用于输出滤波。

 

 

68mΩ电阻用于检测PFC开关管电流。

 

 

PFC升压电感采用ATQ24磁芯绕制。

 

 

高压滤波电容为ZTC品牌,三颗规格为27μF 450V。

 

 

另一颗规格为15μF 450V,滤波电容总容量为96μF。

 

 

另一侧焊接输出滤波电容,同步整流小板,变压器和LLC开关管小板。

 

 

小板正面焊接两颗氮化镓开关管和滤波电容等元件。

 

 

背面大面积铜箔加强散热。

 

 

两颗LLC开关管来自英诺赛科,型号为INN650DA260A,这是一颗高性价比、耐压650V的氮化镓高压单管,瞬态耐压750V,得益于工艺改进,性能有明显的提升,适用于65-120W的反激架构,120-200W的LLC架构。

 

INN650DA260A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,采用DFN5*6封装。

 

 

英诺赛科 INN650DA260A 资料信息。

 

 

LLC谐振电容规格为0.033μF 630V。

 

 

谐振电感采用ED1512磁芯绕制。

 

 

LLC变压器采用ATQ2516磁芯绕制,缠绕胶带绝缘。

 

 

两颗贴片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

 

 

亿光 EL1019光耦用于输出电压反馈。

 

 

变压器输出线焊接连接到同步整流小板。

 

 

同步整流控制器来自NXP恩智浦,型号为TEA1995,其内置两个独立的同步整流驱动器用于LLC架构开关电源的同步整流,外围元件精简,支持38V工作电压,能够满足USB PD3.1的28V输出。

 

 

两颗同步整流管来自冠禹,型号KS6205NAT,NMOS,耐压60V,导阻3mΩ,采用PDFN5060封装。

 

 

输出侧焊接降压小板和固态滤波电容。

 

 

两颗输出滤波电容来自云星,规格为560μF 25V。

 

 

小板正面焊接USB-C接口,USB-A接口以及对应的滤波电容。

 

 

小板背面焊接降压控制器和降压电感。

 

 

取下小板背面焊接的降压电感,在降压电感下面焊接降压主控芯片和降压开关管。

 

 

用于USB-C1口的降压芯片来自智融科技,型号SW3516P,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,参数和规格均与智融SW3516H相同。

 

SW3516P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。

 

 

智融 SW3516P 详细资料。

 

充电头网拆解了解到,智融SW3516P已被绿联300W 4C1A五口PD氮化镓快充充电器高能侠1200W便携式户外电源魅族PANDAER 67W 2C1A氮化镓变速箱潮充等多款产品采用,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

 

 

USB-C2口也使用智融 SW3516P 降压主控芯片。

 

 

USB-C3和USB-A口使用智融SW3516P 降压主控芯片。

 

 

搭配使用的降压开关管来自砹德曼,型号AD40N50D3,NMOS,耐压40V,导阻4.5mΩ,采用PDFN3030封装。

 

 

降压电感采用磁环绕制,外套热缩管绝缘。

 

 

在USB-C母座间隔的空间内部焊接VBUS开关管,MCU和输出滤波电容。

 

 

用于输出功率自动分配的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。

 

 

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。

 

 

用于各个接口的VBUS开关管型号与降压开关管型号相同。

 

 

USB-C母座采用过孔焊接固定,橙色胶芯不露铜。

 

 

USB-A母座采用绿色胶芯。

 

 

全部拆解一览,来张全家福。

 

充电头网拆解总结

 

讯天宏这款100W氮化镓充电器采用白色外壳,折叠插脚,美观实用。充电器具备3C1A接口配置,其中USB-C1和USB-C2均支持100W快充输出,满足笔记本电脑快充和手机快充需求,并且支持功率自动分配,快充协议支持全面,能够同时满足多个设备的充电需求。

 

充电头网通过拆解了解到,讯天宏这款氮化镓充电器采用多块小板组合焊接而成,PCBA模块正面覆盖黄铜散热片,背面粘贴导热垫加强散热。充电器内置恩智浦TEA2016高集成电源芯片,内置英诺赛科氮化镓开关管和森国科碳化硅二极管。采用同步整流,固定电压输出。

 

三路USB-C降压电路均采用智融科技 SW3516P 进行降压输出,搭配使用砹德曼 AD40N50D3 MOS管,并使用芯海科技 CSU32P10 MCU进行输出功率分配控制。充电器PCBA模块大量打胶填充,增强散热性能。内部元件布局紧凑,有助于缩小整体尺寸。


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