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拆解报告:华中科技65W双USB-C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2802篇 -----

前言

 
随着氮化镓技术的不断进步,氮化镓器件在快充上的应用,赋予了快充新的活力。氮化镓的加持,提升了转换效率,降低了散热需求,使得充电器的体积得到大幅缩减,并且还可以实现方块或者超薄的外观设计,满足不同消费者的需求。
 
充电头网拿到一款超薄设计的氮化镓充电器,这款氮化镓充电器为双USB-C接口,总输出功率65W,单个接口支持65W输出,并支持功率盲插和功率自动分配,支持同时为手机和电脑快充。下面就对这款氮化镓充电器进行拆解,看看内部的做工和用料。
 

华中科技65W氮化镓充电器外观

 
 
充电器采用时下热门扁平造型设计,通体白色外壳,表面磨砂抗指纹,机身边角过渡圆润。
 
 
机身正面右上角应有GaN 65W字样。
 
 
此外还设计有一个黑色标贴,顶面亮面并印有MGC字样,边缘倒角哑光处理。
 
 
机身背面印有产品规格参数。
 
 
充电器参数特写
型号:HZ-LP008
输入:100-240V~50/60Hz 1.5A
C1/C2单口输出:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A
PPS:3.3-11V3A、3.3-20V2.25A
C1+C2输出:45W+20W或20W+45W或30W+30W
制造商:深圳市华中科技有限公司
产品通过了CE、FCC认证。
 
 
充电器配备可折叠美规插脚。
 
 
端部配备两个USB-C接口,均为橘红色胶芯。
 
 
测得充电器机身长度为87.19mm。
 
 
宽度为53.56mm。
 
 
厚度为19.03mm。
 
 
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101g。
 
 
使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得其中一个USB-C口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0/5、PD3.0、PPS、DCP、Apple 2.4A充电协议。
 
 
并且具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五组固定电压档位,以及3.3-11V5A、3.3-20V3.25A两组PPS电压档位。
 
 
测得另一个USB-C口兼容协议相同。
 
 
此外PDO报文也完全一样,两个USB-C口接口性能一样,支持功率盲插。
 

华中科技65W氮化镓充电器拆解

 
看完华中科技这款氮化镓充电器的外观和测试,下面就进行拆解,看看内部的用料和设计。
 
 
首先沿壳体接缝撬开充电器外壳,壳体为卡扣固定。
 
 
PCBA模块焊接铜片散热,铜片粘贴胶带绝缘。
 
 
在铜片下面还焊接一层散热铜片,同样粘贴胶带绝缘。
 
 
使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为76.94mm。
 
 
PCBA模块宽度约为43.94mm。
 
 
PCBA模块厚度约为12.58mm。
 
 
PCBA模块正面一览,左下角焊接保险丝,安规X2电容,共模电感,高压滤波电容,左上角焊接高压滤波电容和差模电感,对应折叠插脚的位置没有焊接元件,降低厚度。右侧为平面变压器,磁芯缠绕胶带绝缘。在变压器下方焊接固态滤波电容,右侧焊接降压电感和USB-C母座小板。
 
 
PCBA模块背面左侧焊接整流桥,对应高压滤波电容位置镂空降低厚度。中间焊接氮化镓控制器,氮化镓开关管,同步整流控制器,同步整流管,左侧焊接协议芯片,同步降压控制器,开关管和反馈光耦。
 
通过对充电器PCBA模块的观察发现,这款充电器采用反激开关电源设计,同步整流,固定电压输出。输出通过两路独立的降压电路,由协议芯片分别控制降压转换器调节输出电压,并进行功率自动分配。下面我们就从输入端开始了解各个元器件的信息。
 
 
输入端保险丝规格为3.15A 250V。
 
 
黑色NTC热敏电阻用于抑制插电的浪涌电流。
 
 
安规X2电容来自JURCC捷威,规格为0.33μF。
 
 
共模电感采用漆包线绕制。
 
 
输入端两颗WRMSB40M整流桥来自深圳市沃尔德实业有限公司,规格为4A 1000V。WRMSB40M这颗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。
 
 
沃尔德 WRMSB40M 详细资料。
 
充电头网了解到,沃尔德软桥还被OPPO 50W饼干氮化镓快充鸿达顺65W 氮化镓充电器飞频65W USB PD氮化镓充电器ROCK 65W氮化镓充电器麦多多65W氮化镓充电器麦多多30W 1A1C快充充电器等多款产品采用,性能获得客户的一致认可
 
 
一颗高压滤波电容来自新中元,规格为22μF400V。
 
 
差模电感采用磁环绕制,外套热缩管绝缘。
 
 
另一颗高压滤波电容规格为56μF400V。
 
 
开关电源主控芯片采用南芯科技SC3021C,满足各类高频QR快充需求。SC3021C专有GaN直驱设计,省去外置驱动器或者分立驱动器件。集成分段式供电模式,单绕组供电,无需复杂的供电电路。内置高压启动及交流输入Brown In/Out功能,集成了X-cap放电功能。SC3021C最高支持170KHz工作频率,适用于绕线式变压器。
 
 
南芯科技SC3021资料信息。
 
充电头网拆解了解到,南芯SC3021x还被意象65W氮化镓充电器努比亚30W氮化镓快充古石科技迷你30W氮化镓快充创富源迷你33W 1A1C氮化镓快充睿元实业33W 1A1C氮化镓快充REMAX 30W氮化镓快充数十款产品采用,品质获得客户高度认可
 
 
初级开关管采用英诺赛科INN650D02氮化镓功率芯片,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 资料信息。
 
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。
 
 
平面变压器磁芯缠绕胶带绝缘,变压器采用蓝色PCB。
 
 
四颗贴片Y电容来自禾伸堂。
 
 
OR1009光耦用于输出电压反馈。
 
 
同步整流控制器来自南芯科技,型号SC3503,是一颗自适应开通检测和快速关断同步整流控制器,无需辅助线圈供电,输出电压最低可低至0V,专利的自适应开通检测电路避免同步整流管误开通,兼容多种MOS,具有超低的静态电流,支持多种工作模式,支持高侧和低侧同步整流,外围元件非常精简。
 
 
南芯SC3503是一颗成熟的同步整流控制器,已经应用于绿联30W PD快充氮化镓充电器征拓65W 2C1A氮化镓充电器倍思65W氮化镓插座努比亚小黄人65W双口氮化镓快充等众多产品中。
 
 
同步整流管来自扬杰电子,型号YJG90G10A,是一颗耐压100V的NMOS,导阻4.1mΩ,采用PDFN5*6封装。
 
 
输出滤固态波电容来自PolyCap柏瑞凯,RS系列具有低ESR和耐高纹波电流,规格为820μF 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
 
 
输出滤波电感采用磁环绕制。
 
 
协议芯片采用英集芯IP2738,两个接口输出均由其控制。IP2738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
 
 
英集芯IP2738搭配使用IP6550同步降压控制器,用于USB-C口输出。IP6550内置的同步降压控制器开关频率固定135kHz。可用于两路USB-A口,也可作为单路降压使用,输出电压可调满足更多场合应用。IP6550内置输入过压、欠压保护,内置输出过流、过压、欠压及短路保护,芯片内部集成过热保护,并支持EN控制开关。
 
 
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。
 
 
同步降压开关管来自威兆半导体,型号VS3618BE,是一颗耐压30V的NMOS,导阻为5.2mΩ,采用PDFN3333封装。
 
 
威兆半导体 VS3618BE 详细资料。
 
充电头网通过拆解了解到,采用威兆 VS3618BE的产品还有努比亚20W PD快充充电器小米11原装55W氮化镓充电器航嘉55W USB PD快充充电器小米33W PD快充小米手机原装30W快充等,威兆MOS的产品性能也获得众多知名品牌认可
 
 
另一路USB-C接口同样使用英集芯IP6550同步降压控制器。
 
 
外置的两颗MOS管同样为威兆半导体 VS3618BE。
 
 
降压电感使用热缩管包裹绝缘。
 
 
另一路降压电感同样采用热缩管包裹绝缘,并打胶固定。
 
 
小板背面焊接VBUS开关管和电流取样电阻,USB-C母座过孔焊接固定。
 
 
VBUS开关管采用威兆半导体 VS3618BE,与同步降压开关管型号相同。
 
 
两颗输出滤波电容来自绿宝石,为CS系列贴片固态电容,规格为180μF 25V,两颗分别对应两个USB-C母座。
 
 
USB-C母座过孔焊接固定,橙色胶芯不露铜。
 
 
全部拆解一览,来张全家福。
 

充电头网拆解总结

 
华中科技这款氮化镓充电器采用超薄设计,配合国标折叠插脚,非常便于携带。充电器为双USB-C接口,双口均支持65W输出功率,并支持功率盲插和功率自动分配,能够满足手机和笔记本电脑同时充电。此外还支持PPS快充,对安卓手机的快充兼容性也相当不错。
 
充电头网通过拆解了解到,这款氮化镓充电器采用南芯SC3021C氮化镓控制器搭配SC3503同步整流控制器,以及英诺赛科INN650D02氮化镓开关管组成固定电压输出的开关电源,输出采用英集芯IP2738双路协议芯片控制两路IP6550同步降压控制器,搭配使用威兆半导体MOS管。
 
充电器内部采用平面变压器降低厚度,PCB正面大面积打胶,通过铜箔散热,高压滤波电容来自新中元,输出滤波固态电容来自柏瑞凯和绿宝石,内部用料扎实可靠。


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「历年拆解」

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「电源芯片」

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「被动器件」

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「氮化镓」

纳微英诺赛科、氮矽聚能创芯能华威兆镓未来微硕

 

「快充工厂」

航嘉古石酷科鹏元晟瑞嘉达天宝田中精机

 

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