苹果在新发布的笔记本上使用了USB PD3.1快充标准,充电功率为140W,以满足更强的性能以及电池快充。但是苹果笔记本配备的充电器只有一个接口,想要同时为另外一台电脑或者是手机充电,就要等充满了换下一个,非常不方便。
绿联针对这一困局,推出了一款140W三口氮化镓充电器,这款充电器相比苹果充电器体积更小,并且具备2C1A三个接口,支持功率自动分配。可以为两台笔记本同时65W充电,性能强悍。下面就对绿联这款140W三口充电器进行拆解,看看内部设计和用料如何。
另一侧印有GAN X 140W标识,表明这是一款支持PD3.1 140W快充的氮化镓充电器。
附带线缆是CC线,线头为经典银灰色金属壳加塑料网尾设计,金属壳上镭雕UGREEN品牌,网尾上凹印240W字样,表明这是一条支持PD3.1 240W快充的数据线。
装饰板左上角有FASTER&SAFER字样,亦是产品的核心卖点——充电更快更安全。
使用绿联这款充电器的USB-C1口搭配苹果MAGSAFE 3连接线给MACBOOK PRO 16充电,测得充电功率为27.97V 4.85A 135.68W,成功开启28V5A快充。
看完了绿联140W充电器的开箱和测试,下面就来到拆解环节,一起看看内部是如何设计的。
另一端也是通过焊接连接到充电器PCBA模块上。
充电器PCBA模块正反面均覆盖散热片,散热片下面通过麦拉片与PCB绝缘,并涂导热胶为PCBA上面的元件散热。
PCBA模块背面也是同样的设计,散热片边缘粘贴胶带绝缘,与PCB之间通过麦拉片绝缘。
PCBA模块正面一览,其中右侧为输入端EMI滤波电路,中间为PFC升压电感,上方为滤波电解电容,左侧为LLC谐振电感和变压器,底部为二次降压电路。
PCBA模块背面一览,中间是两颗纳微的氮化镓功率芯片用于PFC升压,右上角是LLC半桥的开关管,下方是一颗PFC+LLC二合一控制器,右下角是同步整流控制器和同步整流管,左下角是一颗贴片Y电容。
整流桥焊接在单独的小板上,丝印HX RHBS810,规格为8A 1000V,用于将交流电整流成脉动直流电输出。
磁环滤波电感外套热缩管,整流桥输出的脉动直流电通过两颗薄膜电容和磁环电感滤波后为PFC电路供电。
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,芯片内集成高压启动、半桥MOS管驱动器以及多重完善的保护功能,集成度非常高。
充电头网了解到,采用该芯片的还有OPPO新款65W超级闪充氮化镓充电器、联想THINKPLUS 65W氮化镓口红电源PRO、联想90W闪充双口氮化镓充电器、THINKPLUS65W氮化镓快充、鸿达顺65W 2C1A氮化镓快充等多款产品。此外纳微其它型号氮化镓功率芯片还被雷柏65W GAN快充、小米GAN充电器TYPE-C 65W、OPPO 50W饼干氮化镓快充、贝尔金68W双C口GAN充电器等数十款产品采用。
丝印S3M的旁路二极管,用于在电源启动时为电解电容充电,保护PFC电路。
PFC整流管来自美浦森,型号为MSM06065G1,是一颗650V耐压,150℃连续正向电流6A的碳化硅二极管,采用DFN5*6封装,超薄封装节省体积,适用于高功率密度的大功率氮化镓快充应用。
两颗LLC开关管来自维安,型号为WMZ26N65C4,是一颗耐压650V的超结MOS管,导阻160MΩ,采用DFN8*8封装。
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。
将降压小板焊接拆下,正面焊接USB-C1和USB-C2接口以及USB-A接口和对应的三颗降压电感以及滤波电容,顶部焊接一颗热敏电阻用于检测充电器内部变压器温升,进行过热保护。
小板背面焊接一颗协议芯片和两路降压控制器以及对应的同步降压开关管,用于USB-C2和USB-A口降压输出。
在USB-C1的降压电感下方是一颗协议芯片和同步降压控制器,电感打胶固定,外套热缩管绝缘。
USB-C1接口的协议芯片采用英集芯IP2736,这颗协议芯片支持 USB PD3.0/3.1 协议,支持 28V EPR 档位输出,支持 E-MARKER 线缆。同时这颗协议芯片还支持 QC5/QC4+QC3+/QC3.0/QC2.0 快充协议,支持中国融合快充标准 UFCS,支持 FCP/SCP 快充协议,支持 AFC 快充协议,支持 SFCP 快充协议和 MTK PE 快充。手机电脑快充全部通吃,协议支持非常全面。
英集芯IP2736协议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。
英集芯IP6550同步降压控制器支持5A输出电流,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,降压5V2.4A输出,也可作为单路降压使用,输出电压可调满足更多场合。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。
用于二次降压电路的开关管来自锐骏半导体,型号为RUH4040M2,是一颗耐压40V的NMOS,导阻5.5MΩ,采用PDFN3333封装。
两颗丰宾固态电容用于输入滤波,均为PH系列,规格分别为100ΜF和68ΜF,耐压均为35V,满足USB PD3.1 28V输出电压需求。
USB-C2和USB-A口的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。
IP2738支持双口USB PD3.1 28V EPR档位,并支持PD3.0/PPS/QC/PE+/FCP/SCP/AFC/UFCS等丰富全面的快充协议,兼容性非常好。得益于多种反馈形式的支持,IP2738可与QR、ACF、LLC等电路架构的开关电源搭配用于PD等快充协议,也可以与升降压电路搭配用于大功率输出场景。
英集芯IP2738协议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、移动电源等应用。
用于USB-C2接口的VBUS开关管来自新洁能,型号为NCEP3065QU,是一颗耐压30V的NMOS,导阻为1.9MΩ,采用DFN3.3*3.3封装。
用于USB-C2接口的降压电感,外套热缩管绝缘,并打胶固定。
用于USB-A接口的降压电感,外套热缩管绝缘,并打胶固定。
绿联这款氮化镓快充采用折叠插脚设计,便于携带收纳,充电器外壳采用管状装饰,独具特色。充电器支持单口140W输出,双口65W输出,对于两台笔记本需要同时充电来说,非常方便。同时具备USB-A口,对于手机、游戏机、平板、耳机等多类设备都有很好的快充兼容性。
充电头网通过拆解了解到,绿联这款140W充电器采用PFC+LLC+DC-DC的架构设计,PFC使用两颗纳微的氮化镓功率芯片配合美浦森碳化硅二极管整流,LLC采用两颗维安的MOS管组成半桥。输出使用两颗平伟的低压MOS管用于同步整流,电源初级主控芯片和同步整流控制器均来自NXP恩智浦。
开关电源采用固定电压输出,输出采用二次降压电路,由英集芯IP2736和IP2738协议芯片控制三路IP6550同步降压控制器进行降压输出,满足三路独立的快充输出。充电器内部电容来自丰宾和绿宝石,输出全部使用固态电容,纹波更低,寿命更长。