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售价高达629元用料如何?安克首款140W氮化镓充电器拆解

  • 2024-06-09 12:12:37

  • 安克推出了旗下首款USB PD3.1充电器,同时也是氮化镓充电器。这款充电器支持140W大功率输出,内部搭载氮化镓HFB架构。内置创新的堆叠技术和定制的器件,功率密度大幅提升,体积显著缩小。

    这款140W充电器与之前拆解的全氮化镓120W三口氮化镓充电器一样,采用了相同的英飞凌HFB+IGAN方案,支持宽电压输出,无需内置降压转换电路,输出效率更高。下面充电头网就对安克这款140W全氮化镓充电器进行详细拆解,看看内部设计如何。

    这款充电器不例外的也附送了一个固定胶圈,底部设有一圈吸盘,可以帮助充电器稳定进行充电。

    看完了安克140W氮化镓充电器的开箱,尺寸和测试,下面就对充电器进行拆解,看看用料做工如何。

    充电器内部PCB焊接多块小板,小板上焊接元器件,由常规的平面布局升级为立体布局,充分利用PCB面积,增加空间利用率并减小体积。

    PCBA模块正面一览,左侧大元件为变压器,左下角为输出滤波电容和输出USB-C母座小板。右上角为输入保险丝和EMI滤波电路,下方是PFC升压电感,右下角为高压滤波电容。在变压器和PFC升压电感中间是滤波电容和PFC升压整流管。

    在PCBA模块背面,左上角为输入端整流桥,下方是PFC升压开关管。在左下角是HFB混合反激控制器和半桥氮化镓芯片,右上角是三颗贴片Y电容和两颗白色光耦。

    通过对充电器PCBA的观察发现,ANKE这款140W氮化镓充电器采用PFC+HFB半桥架构设计,PFC电路将输入电压升压为HFB半桥电路供电,经过同步整流输出。输出电压由协议芯片控制调节,进行宽范围输出,同时协议芯片还进行PFC控制。PFC升压开关管采用纳微氮化镓功率芯片,HFB半桥采用英飞凌集成功率级。下面就从输入端开始了解整个充电器的设计与用料。

    共模电感采用漆包线和绝缘线绕制,并打胶固定。

    在背面的对应位置也焊接一颗整流桥,使用两颗整流桥半桥连接组成全桥,均摊发热。

    整流桥输出的滤波电容和滤波电感焊接在垂直焊接的小板上。

    另一颗滤波电容同样来自东莞成希,规格同样为1ΜF 450V。经过滤波电路的直流电进入PFC电路升压。

    PFC控制器来自安森美,型号NCP1623,其基于创新的 VALLEY 同步频率折返(VSFF)方法。VSFF 可在标称负载和轻负载条件下最大限度地提高效率,在重载时运行在临界模式,轻载运行在断续导通模式,并支持谷底开通以提高效率。

    NCP1623支持临界模式、断续导通模式运行,谷同步频率折返可在标称负载和轻负载下提升效率,并且可在低开关频率下获得良好的功率因数。

    PFC升压开关管采用纳微NV6136A,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。NV6136A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。

    充电头网通过拆解了解到,纳微NV6136A已被安克全氮化镓120W充电器、IQOO 10 PRO原装200W氮化镓超快闪充、联想拯救者135W氮化镓快充、黑鲨120W星流GAN快充、VIVO X FOLD原装80W双C口闪充氮化镓充电器等知名品牌的数十款产品采用。

    初级控制器来自英飞凌,型号为XPDS2201,是一颗数字混合反激控制器,内部集成600V高压启动电路和高低侧MOS驱动。采用峰值电流模式控制,用于快速的负载响应。基于输出电流水平自动切换到突发模式运行,支持初级侧过电压保护,待机功耗<75MW,可通过单引脚UART界面配置参数,采用PG-DSO-14封装,外围元件精简。

    半桥氮化镓芯片同样来自英飞凌,型号IGI60F1414A1L,其内部集成两颗140MΩ导阻,耐压600V的氮化镓开关管,以半桥形式连接,并具备独立的隔离驱动器。相比两个独立的氮化镓开关管以及驱动器的组合,大大节省PCB占板面积。IGI60F1414A1L支持400W半桥应用,内置驱动的氮化镓器件极大程度的简化了驱动电路的设计,并可针对设计进行特性优化。

    为初级主控芯片供电的滤波电容来自永铭,规格为18ΜF100V。

    拆下电路板正面的直插元器件,在高压滤波电容下方还焊接初级电流检测电阻。

    与变压器初级绕组串联的谐振电容,规格为0.47ΜF 250V。

    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。

    同步整流控制器来自MPS,丝印IBUJN,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。

    滤波电感采用漆包线并绕,内部使用塑料绝缘板并打胶固定。

    输出USB-C母座焊接在垂直焊接的小板上,节省空间。小板正面还焊接一颗VBUS开关管。

    USB PD协议芯片来自伟诠,型号WT6676F,是一颗支持USB PD3.1的协议芯片,支持36V输出电压,支持可编程的恒压恒流控制,内部集成低侧电流采样放大器,支持线损补偿。WT6676F支持可编程的保护功能,支持过压、欠压、过流和过热保护。

    ANKER最新推出的全氮化镓140W充电器具备强悍的输出性能,兼容QC、PD、PPS主流快充协议,能够满足MACBOOK PRO 2021笔记本使用,可获得与原装充电器相同的快充体验。内部采用PFC+HFB电路架构,具有高性能小体积优势。

    其中PFC升压控制器采用安森美NCP1623,搭配纳微氮化镓功率芯片NV6136A,HFB半桥采用英飞凌XDPS2201混合反激控制器搭配IGI60F1414A1L半桥氮化镓芯片组成,为氮化镓快充提供集成度更高,体积更小,能效更高的解决方案。

    输出协议芯片采用伟诠WT6676F,支持3.3V~45V宽工作电压范围,支持USB PD 3.1 SPR 和EPR36V 规范,接口丰富,支持过热保护和PFC控制。充电器内部采用多块PCB焊接组合,并采用导热胶灌封工艺,增强散热性能,提升机械强度和耐候性,充分利用空间,缩小充电器体积。