前言
2022年3月30日,黑鯊發布了新一代游戲電競旗艦手機黑鯊5系列,全系手機均支持120W超級閃充技術,并且還和中國航天神舟傳媒聯手推出了黑鯊5系列中國航天深度定制版,配備了一系列航天主題IP定制配件。

與120W充電器同時發布的還有黑鯊星流GaN 30W充電器,黑鯊鳳鳴真無線藍牙耳機降噪版,黑鯊冰封散熱背夾2 Pro和鎧甲磁吸導熱保護殼。充電頭網已經拿到了黑鯊星流GaN 120W快充套裝,下面就對這款120W充電器進行拆解,看看內部是如何設計的。
黑鯊120W星流GaN快充套裝開箱

包裝盒正面印有黑鯊logo、充電器套裝圖、名稱以及顯眼的中國空間站字樣。

背面貼有產品銘牌貼紙以及神舟傳媒貼紙。

側面有中國航天和BLACK SHARK的聯名設計。

包裝內含充電器、數據線和使用說明書。

附帶線纜是A to C編織線,使用兩個扎帶捆扎整理。

不僅是編織線,還采用鋅合金端子外殼,整根數據線設計誠意滿滿。

USB-A 公頭特寫,和小米系的數據線一樣,都有用于識別快充協議的額外pin,這也是這款充電器能支持PD協議的秘訣。

數據線長度約為152cm。

充電器外觀結合了高達元素進行設計,而配色方面則與藍天白云的天空相契合,整體看上去相當的炫酷。

機身四端倒角設計,整體有棱有角給人十分硬核的科技感。機身正背面印有中國空間站、120W、GaN標識。

藍色外殼亮面、磨砂結合設計,機甲風滿滿,此外磨砂區域外殼上設計有DESIGNED BY BLACK SHARK字樣。

白色外殼上則設計有橙色、灰色條紋,高達模型愛好者應該對這類設計不陌生。

“中國空間站”五個字也是結合了科技元素進行設計。

充電器配備固定國標插腳,所在區域外殼也采用機甲風設計,可以說這款充電器就外觀來說,設計得相當用心。

輸入端外殼上印有充電器銘牌
型號:BG04
輸入:100-120V~50/60HZ 1.7A
輸出:5V3A、9V3A、11V6A、20V4.8A
輸入:220-240V~50/60HZ 1.7A
輸出:5V3A、9V3A、11V6A、20V6A
南昌黑鯊科技有限公司
充電器已經通過了CCC認證和QC3.0認證

另一端配有單USB-A接口。

接口舌片為紅色,前端有特殊觸點。

測得充電器機身高度為59.08mm。

寬度為59.77mm。

厚度為29.8mm,通過三維算得充電器體積約為105.23cm3,以充電器功率120W計算,功率密度約為1.14W/cm3。

和蘋果96W充電器對比,體積優勢明顯。

拿在手上的大小直觀感受。

充電器凈重約為176g。

帶線總重量約為244g。

直接使用ChargerLAB POWER-Z KT002測試,可以測得充電器僅支持QC2.0/3.0快充協議。

充電器搭配附帶數據線輸出,使用KT002測得充電器還支持PD3.0快充協議,這也是這類魔改充電器的特色。

此外還具備5V3A、9V3A、15V3A、20V3.25A四組固定電壓檔位。
黑鯊120W星流GaN快充充電器拆解
對黑鯊這款120W充電器進行了詳細的外觀、性能了解后,下面繼續對其進行拆解,看看內部用料做工如何。

首先撬開充電器插腳側蓋子,可見充電器內部灌膠填充,想要進一步拆解,只能動用切割機切開外殼。

使用切割機切開外殼,露出充電器內部PCBA模塊,手機廠商推出的120W充電器多數使用灌膠工藝。
灌膠工藝將充電器內部器件填充固定成為一個整體,可以大大提升充電器的散熱性能和耐候性,潮氣不會進入充電器內部,使用更加可靠。灌膠工藝另外一方面提升了機械強度,遇到跌落時不易損壞。并且灌膠還可以提升充電器的熱容量,吸收高速快充的發熱,并通過外殼均勻散發。灌膠吸收熱量+大面積散熱,降低短時間快充的溫升。

交流輸入端完全被灌膠填充。

輸出端露出一塊小PCB,濾波固態電容和USB-A母座。

清理掉PCB上面的硅膠,高壓電解電容頂部套有絕緣罩,初次級之間還設有隔離板,絕緣措施相當到位。

輸入端插腳通過導線直接焊接到PCB上。

焊下連接導線,開始觀察PCB,輸入端有延時保險絲,NTC浪涌抑制電阻,兩級共模電感和一顆Y電容。右側PFC升壓電路使用鐵片屏蔽。

鐵片焊接到PCB上固定,包裹PFC升壓電路,屏蔽干擾。

拆除屏蔽鐵片,內部是PFC濾波電感,濾波電容和PFC升壓電感。

輸出側是同步整流小板,濾波固態電容,USB-A母座和Y電容。

側面是兩級共模電感和X電容組成的輸入EMI電路。

平面變壓器靠近PCB放置,兩端焊接小板連接,初級小板上焊接高壓濾波電容。多塊PCB組合焊接的方式提高了空間利用率,并且增強散熱性能,提升充電器的功率密度。

電路板正面一覽,充電器內部布局分明,左上角為輸入EMI濾波電路,左下角為PFC功率因數校正,下方為開關電源,右側為輸出接口。

電路板背面可以看到一顆整流橋,兩顆串聯的貼片Y電容,以及三顆反饋光耦和一顆控制器。
通過觀察分析發現,黑鯊星流120W GaN快充充電器內置PFC功率因數校正電路為開關電源供電,反激開關電源由協議芯片控制進行寬電壓輸出的設計架構,輸出采用同步整流。下面我們就從輸入端開始了解各個元器件的詳細信息。

首先將充電器正面的元件全部拆下,便于觀察電路板上面的元件。正面可以看到整流橋,PFC升壓開關管和整流管。

輸入端延時保險絲來自華德,規格為3.15A 250V。

綠色NTC浪涌抑制電阻特寫,用于抑制上電浪涌電流,消除插入插座時的火花,與輸入端延時保險絲串聯。

第一級共模電感,使用熱縮管絕緣。

X電容,來自松田電子,0.56μF。

第二級共模電感,使用扁銅帶繞制。

充電器內部共使用兩顆整流橋,半橋接法,分攤發熱。電路板正面整流橋來自平偉,型號TMBF310,3A 1000V。

電路板背面整流橋與正面整流橋同型號,使用兩顆組成全橋。

兩顆薄膜濾波電容來自凱勵,1μF 450V。

濾波電感特寫,磁環電感,底部有絕緣支架。

PFC升壓控制器來自矽力杰,型號SY5072B,運行在臨界模式,采用恒定導通時間運行,內置的升壓轉換器采用準諧振開關以獲得高效率及優化EMI性能。

PFC升壓采用納微NV6136A,這是納微最新推出的GaNFast系列氮化鎵功率芯片,內置GaNSense無損電流采樣技術,支持無損電流檢測輸出,無需外置取樣電阻,節省面積的同時還能提升轉換效率。
納微NV6136A內置170mΩ氮化鎵開關管,采用QFN6*8封裝,內置的驅動器支持10-30V供電,支持2MHz開關頻率。同時芯片內部還集成了更高效的保護與驅動電路,具備全面的保護功能。

納微 NV6136A 詳細資料。
充電頭網通過拆解了解到,納微GaNFast功率芯片此前已被摩托羅拉68W氮化鎵充電器、戴爾60W氮化鎵快充、OPPO 50W餅干氮化鎵快充、小米65W 1A1C氮化鎵快充充電器、努比亞65W氘鋒三口氮化鎵快充、聯想YOGA 130W雙USB-C口快充、安克65W氮化鎵充電器(英雄聯盟版)等知名品牌的數十款產品采用。

PFC升壓電感特寫,頂部貼有信息標簽。

PFC升壓整流管來自平偉,型號PBMUR5JE,是一顆超快恢復二極管,5A 600V,具有低正向壓降,高浪涌電流能力,采用PS-277B封裝。

用于PFC旁路的二極管,在電源啟動的時候通過這顆二極管為濾波電容充電。二極管絲印RS3MBF,3A 1000V。

與高壓電解電容并聯的MLCC濾波電容。

初級控制器為ON安森美 NCP1342,這是一顆高頻初級PWM控制器,內置主動X2電容放電和多重完善的保護功能。支持高頻開關,集成度高。芯片左下是一顆熱敏電阻,用于檢測充電器內部溫度。

高壓濾波電解電容焊接在平面變壓器側面的小板上,繼續拆解將變壓器這部分徹底拆分。

從背面可以看出,平面變壓器兩端均焊接了一塊PCB板,通過PCB板連接到主板上。初級小板焊接開關管和濾波電容,次級小板焊接了同步整流電路。

焊下側面小板與變壓器和電容的連接,小板右側是一塊屏蔽罩也一并拆下,內部填充導熱膠。

兩顆高壓濾波電容來自萬裕,33μF 420V,兩顆并聯。

清除掉導熱硅膠,屏蔽罩下面是初級開關管和電流檢測電阻。

反激開關管來自SemiHow半導體,型號HCFL70R360,耐壓750V,導阻345mΩ,采用DFN8*8封裝。SemiHow半導體超結MOS選用多層外延工藝,特別是在快充及PD應用上EMI表現優秀;內置ESD 二極管,防靜電能力好。同時擁有全球優秀的晶圓生產品質管控體系支持,同蘋果、高通的高端IC在同一個晶圓廠制造。

平面變壓器特寫,初級側和磁芯纏繞高溫膠帶絕緣,PCB上印有航嘉Huntkey LOGO。

砸碎磁芯,平面變壓器PCB線圈一覽。

環形線圈特寫。

平面變壓器次級焊接的同步整流小板特寫,小板上焊接同步整流控制器和同步整流管。

小板背面沒有元件。

同步整流管來自威兆半導體,VSP003N08HS-G,NMOS,耐壓80V,導阻2.4mΩ,采用PDFN5060X封裝。

威兆半導體 VSP003N08HS-G 詳細資料。
充電頭網了解到,威兆的MOS產品已經進入小米、vivo、OPPO、華為、榮耀、三星、努比亞、MOTO、飛利浦、公牛等知名品牌快充供應鏈,并以過硬的產品品質,獲得了市場的高度認可。

絲印IBHJM次級同步整流控制器,實際型號為MP6908A,來自MPS芯源半導體,最高工作頻率600KHz。支持DCM、CCM、QR、ACF多種工作模式,支持高側和低側應用,具備振鈴檢測防止誤開通。

多顆MLCC濾波電容,配合固態電容進行輸出濾波。

輸出濾波電容來自柏瑞凱,RF系列105℃5000小時長壽命固態電容,820μF 25V。

PCB正面焊接一顆華信安Y電容,采用串聯雙重絕緣設計,提升耐壓等級。

兩顆貼片Y電容來自iSND華信安,串聯連接,加強耐壓,提高安全等級,滿足安規要求。

三顆光耦,最上面一顆用于PFC控制,其余兩顆用于反饋和保護功能。在光耦兩側有兩顆熱敏電阻,分別用于初級和次級的過熱保護。

協議芯片來自Weltrend偉詮,型號WT6633P。這是一款USB PD控制芯片,同時是少數幾個獲得高通QC4和QC4+測試認證的PD控制器,內建USB-PD物理層,Type-C線纜檢測,內置穩壓器,電壓電流監控功能,負載開關控制。

輸出VBUS開關管來自威兆,VS3698AE,NMOS,耐壓30V,導阻3mΩ,PDFN3333封裝。

威兆半導體 VS3698AE 詳細資料。

USB-A母座外套白色塑料殼絕緣,正負極加寬用于大電流快充,前端帶有CC觸點,用于支持PD快充。

全部拆解完畢,來張全家福。
充電頭網拆解總結
黑鯊120W星流GaN快充充電器采用PC材質阻燃外殼,搭配透明藍色,加上線條勾勒,顛覆了傳統的充電器外觀設計,非常有特色。其搭配的藍色數據線也是非常醒目的藍色,辨識度高,也為平淡無奇的充電器帶來了新的活力。
充電頭網通過拆解發現,這款充電器內置PFC升壓電路,使用矽力杰SY5072B配合納微半導體NV6136A氮化鎵功率芯片,消除大功率充電器對電網的污染。開關電源部分由安森美NCP1342和芯源MP6908A分別搭配SemiHow和威兆的MOS管組成,輸出寬范圍電壓。輸出端采用偉詮WT6633P控制輸出電壓,充電器支持65W PD快充全靠它。
充電器采用固定式插腳,和USB-A口一樣都是靠側面布置,很有小米的風格。充電器內部灌膠處理,整體的散熱性能和機械強度大大加強。平面變壓器兩端焊接PCB,具備更好的散熱性能和更高的空間利用率。充電器內置萬裕與柏瑞凱電容,整體用料很不錯。


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