前言
知名快充品牌ANKER安克在推出了Nano氮化鎵超能充后,最新推出了一款具備100W輸出功率的氮化鎵充電器。這款充電器提供兩個USB-C接口,支持100W功率盲插,并提供一個USB-A接口,支持22.5W快充輸出。這款100W充電器支持同時為三個設備充電,體積小巧性能強悍。
充電頭網已經拿到了ANKER安克736氮化鎵超能充,在支持三個輸出接口的同時,體積還能大幅縮小,為手機和筆記本充電都能很好的支持。下面我們就對這款充電器進行拆解,看看內部用料和設計如何。
安克100W氮化鎵超能充外觀

包裝盒依舊是經典藍白配色,正面印有ANKER品牌。

背面印有充電器賣點、名稱、型號以及認證等信息。

包裝內含充電器和使用說明書。

充電器延續超能充系列外觀樣式設計,不過受接口配置、功率影響不再為長條柱狀造型,不過整體仍做得比較小巧。

機身外殼磨砂抗指紋,正面中心設計有ANKER品牌logo。

輸入端外殼印有充電器參數
型號:A2145
輸入:100-240V~50/60HZ 2.1A
單口輸出:
USB-C1/C2:5V3A、9V3A、15V3A、20V5A、3.3-16V5A
USB-A:4.5V5A、5V4.5A、5V3A、9V2A、12V1.5A
雙口輸出:
C1+C2:60W+40W
(USB-C1:5V3A、9V3A、15V3A、20V3A、3.3-16V3.75A
USB-C2:5V3A、9V3A、15V2.67A、20V2A、3.3-16V2.5A)
C1/C2+A:80W+18W或60W+22.5W
三口輸出:
C1+C2+A:45W+30W+18W
總輸出:100W Max
充電器已經通過了TUV、PSE認證,以及VI級能效認證。

充電器配備可折疊美規插腳,攜帶方便且不會刮傷包里其它設備。

另一端設有銀色裝飾板,這也是超能充的一大特色。配備有2C1A接口,均為藍色膠芯,接口旁印有筆電、手機和以及安克獨有的IQ3快充標識,方便用戶在使用多口充電時進行區別。

測得充電器機身高度為57.07mm。

寬度為67.42mm。

厚度為31.2mm。

和蘋果96W充電器對比大小,安克這款要小很多。

拿在手上的大小直觀感受。

充電器凈重約為205g。

使用ChargerLAB POWER-Z KT002測得USB-C1口支持QC2.0/3.0、FCP、SCP、PE2.0、PD3.0和PPS快充協議。

此外還具備5V3A、9V3A、15V3A、20V5A四組固定電壓檔位,以及3.3-16V5A一組PPS電壓檔位。

另外測得C2口兼容協議和C1口的一樣。

PDO報文也完全相同,即兩個C口單口輸出性能一樣,都支持最大100W PD快充,單口使用情況下,可盲插使用,十分方便。

最后測得USB-A口支持QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PE2.0快充協議,兼容性也很好。
安克100W氮化鎵超能充拆解
對ANKER安克100W氮化鎵超能充的外觀、大小、性能等有了基本了解后,下面進行詳細拆解,看看內部做工用料如何。

沿輸入側外殼接縫拆開充電器,外殼采用超聲波焊接固定。

充電器PCB正面覆蓋純銅散熱片,散熱片上粘貼膠帶絕緣,與外殼之間粘貼泡棉膠緩沖。

PCB背面也采用純銅散熱片和黑色隔離板散熱。

輸入端導線焊接連接,并涂導熱膠固定。

散熱片均焊接到PCB上固定。

使用游標卡尺測得PCBA模塊長度約為51.1mm。

寬度約為62.6mm。

厚度約為26.5mm。

焊接取下電路板兩面的散熱片,電路板元件大面積打膠填充成為一個整體,固定元器件的同時加強散熱。

電路板背面使用導熱膠固定一片隔離片,穿過PCB隔離開槽,用于初級次級絕緣。

充電器正面電路板一覽,左側為輸入保險絲、EMI濾波電路、整流橋,左側下方為PFC升壓電感。右上角是變壓器,變壓器上方貼有熱敏電阻檢測溫升,變壓器左側是高壓濾波電容。下方為輸出二次降壓電路,用于調節輸出電壓并輸出。

檢測變壓器溫度的熱敏電阻特寫,導線纏繞高溫膠帶絕緣。

充電器背面電路板一覽,上方為PFC升壓電路,左側為反激開關電源,右下角隔離開槽位置為次級二次降壓電路。PFC和反激開關電源均使用了一顆納微的氮化鎵功率芯片。兩顆光耦分別用于輸出電壓反饋以及PFC控制。
通過觀察發現,這款充電器采用PFC+QR開關電源架構設計,PFC進行功率因數校正,QR反激電源進行固定電壓輸出,最后由二次降壓電路通過協議識別調節接口輸出電壓。下面我們從輸入端開始了解各器件。

充電器PCBA模塊右側為輸入端,設有輸入保險絲、EMI濾波電路和整流橋。

交流輸入經過輸入端保險絲進入充電器,延時保險絲來自貝特電子,出料號932,規格為3.15A 250V。

第一級共模電感,采用綠色磁環繞制,用于抑制EMI干擾。共模電感采用漆包線和絕緣線并繞,底部膠水固定電木板絕緣。

安規X2電容來自東莞成希電子,容量為0.47μF。

第二級共模電感同樣采用漆包線和絕緣線并繞,底部膠水固定電木板,并纏繞馬拉膠帶絕緣。

交流輸入經過EMI電路后送至整流橋,由整流橋整流成脈動直流電。整流橋來自PY平偉,型號為D8KBR10,8A 1000V規格。

整流橋輸出通過兩顆薄膜電容和電感組成的濾波電路為PFC級供電,第一顆薄膜濾波電容規格為1.2μF 450V。

磁環電感特寫,引出線打膠固定。

第二顆濾波電容來自東莞成希電子,為MPP電容,規格為1μF 450V。
PFC功率因數校正電路通過升壓的方式,來補償輸入電流與電壓之間的相位差,減小大功率充電器中大容量電解電容充電時的沖擊電流,避免沖擊電流對電網波形的影響。同時PFC通過升壓還可以減小初級電解電容的容量,減小充電器的體積。

PFC升壓控制器采用安森美NCP1622BEC,是一顆增強型高效率升壓PFC控制器,運行在臨界模式,將整流橋輸出脈動直流電升壓進行功率因數校正,為開關電源供電。

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升壓整流管絲印MUR4JGR,是一顆快恢復二極管。

次級側根據輸出功率控制PFC級開關的光耦,型號EL1018。

PFC升壓電感特寫。

充電器內部使用一顆AiSHi艾華電解電容用于PFC輸出濾波,WH系列耐熱105℃,規格為420V120μF,電容套膠帽纏繞高溫膠帶絕緣。
通過電解電容濾波后輸出的直流電進入變壓器初級側,由PWM控制器控制氮化鎵功率管進行高頻開關,通過變壓器轉換成低壓交流電輸出。

初級主控芯片采用南芯半導體SC3022D,是一顆高頻準諧振反激控制器,芯片內部集成X電容放電和高壓啟動,具備極低的待機功耗。SC3022具備自適應頻率折返功能,可在整個負載范圍內實現更高的效率,支持谷底開通以降低開關損耗。
SC3022集成了南芯特有的分段式供電,有效簡化寬電壓輸出下的控制器供電設計,并降低元件數量,芯片集成自適應的過電流保護,可在初級控制最大輸出電流,專為USB PD電源設計。芯片支持內部過熱保護,支持外接NTC熱敏電阻進行過熱保護,芯片支持供電過壓、欠壓保護,支持逐周期電流限制,支持兩級過電流保護,支持輸出過壓、短路和過載保護。

南芯半導體SC3022 詳細介紹。
充電頭網拆解了解到,南芯快充芯片可應于充電器、車充、移動電源、儲能電源等產品,此前已被安克PowerHouse II 400戶外電源、羽博300W便攜式儲能電源、三星45W PD快充車充、紫米20號200W PD快充移動電源、紫米65W 2C1A桌面PD快充、安克Nano 20W PD快充充電器等數十款產品采用,品質獲得客戶高度認可。

初級開關管采用納微NV6136A,與PFC開關管同一型號,充電器內部共使用兩顆。

開關變壓器特寫,使用絕緣膠帶嚴密纏繞,輸出線采用多層絕緣線。

用于輸出電壓反饋的EL1018光耦,上面是一顆貼片Y電容,來自鞍山奇發電子。

另一顆貼片Y電容同樣來自鞍山奇發電子。

同步整流管來自威兆半導體,型號VSP007N12MS-G,NMOS,耐壓120V,導阻6.5mΩ,采用PDFN5060封裝,使用兩顆并聯進行同步整流。

威兆半導體 VSP007N12MS-G 詳細資料。

次級同步整流控制器采用HY903,同樣來自于華源智信半導體的數字控制器,低側同步整流,無需輔助線圈,支持DCM,CCM,頻率調制和反激,支持2.8-25V供電電壓范圍,耐壓高達120V。高電流驅動能力適配多種同步整流管。

華源智信HY903資料信息。
輸出使用兩顆永銘NPT 125℃耐熱固態電容濾波,該系列電容具有小體積、低ESR、高額定紋波電流、高可靠性、耐開關沖擊等特點。

一顆規格為470μF 25V。

另一顆規格為680μF 25V,兩顆電容外殼均纏繞高溫膠帶進行絕緣。同步整流輸出的脈動直流電經過電容濾波后送至二次降壓小板。

充電器兩個接口均支持100W輸出,支持功率盲插,兩塊二次降壓小板電路完全相同。

另一面也是相同的布局,濾波電容纏繞膠帶絕緣,降壓電感與PCB之間墊有青稞紙絕緣,電感包裹熱縮管絕緣。

兩個USB-C口和USB-A口的降壓電路主控芯片均采用智融SW3516H,用于進行降壓控制和協議識別。智融SW3516H是一款高集成度的多快充協議雙口充電芯片,支持A+C口任意口快充輸出,支持雙口獨立限流。
SW3516H集成了5A 高效率同步降壓變換器。支持PPS/PD/QC/AFC/FCP/SCP/PE/SFCP等多種快充協議,最大輸出PD 100W,CC/CV模式,以及雙口管理邏輯。外圍只需少量的器件,即可組成完整的高性能多快充協議雙口充電解決方案。

充電頭網通過拆解發現,SW3516H還被華碩65W 2C1A氮化鎵充電器、努比亞65W氘鋒三口氮化鎵快速充電器、雷柏65W GaN快充、綠聯65W 4C口氮化鎵快充充電器、聯想90W閃充雙口氮化鎵充電器、鴻達順120W四口2C2A快充等多款產品采用,此外智融的快充芯片還可用于USB PD快充移動電源、快充車充等領域。

小板側面一顆MOS管來自AOS萬代,型號AONR21357,PMOS,耐壓30V,導阻6.3mΩ,用于USB-C接口20V輸出直通開關。

兩顆同步降壓管絲印S4480,用于同步整流降壓。

輸出VBUS開關管采用AOS AON7544,耐壓30V,DFN3x3 EP封裝。

USB-C母座采用藍色膠芯,過孔焊接。

磁環降壓電感特寫。

輸出濾波電容采用永銘NPT系列固態電容,規格為220μF 25V。

USB-A降壓小板也采用二次降壓電路。

濾波電容和降壓電感采用同樣的方式絕緣。

USB-A降壓小板與USB-C降壓小板同樣使用智融SW3516H,用于協議識別與降壓控制。

兩顆同步降壓管絲印S4480,用于同步整流降壓。

輸出濾波電容采用永銘NPT系列固態電容,規格為220μF 25V。

USB-A母座采用藍色膠芯,過孔焊接固定。

次級側還使用了一顆芯海科技的單片機,用于接口功率分配,過熱保護以及PFC控制功能。單片機型號為CSU38F20,是一顆8位單片機,內置12位ADC以及LED驅動,采用QFN24封裝。

芯海科技 CSU38F20 詳細資料。

單片機外置的排阻和保護器件。

用于檢測變壓器溫度的熱敏電阻。

全部拆解完畢,來張全家福。
充電頭網拆解總結
安克100W氮化鎵超能充采用了家族式的外觀設計,黑色外殼加頂部銀灰色裝飾板,相比傳統充電器顯得更加個性。充電器雙C口支持盲插,支持5V3A、9V3A、15V3A、20V5A固定電壓輸出,PPS支持3.3-16V 5A,最高16V的輸出,滿足手機、筆記本快充需求。
充電頭網通過拆解了解到,充電器內置兩顆納微NV6134A新一代氮化鎵功率芯片,內置無損電流采樣,節省面積同時提高效率。PFC控制器采用安森美NCP1622,反激控制器采用南芯SC3022D,支持高頻開關。PFC+QR開關電源固定電壓輸出。
充電器內部初級電容來自AiSHi艾華,次級濾波固態電容來自永銘,同步整流管采用威兆VSP007N12MS-G,搭配智融SW3516H組成的降壓電路實現各個接口的快充輸出,使用芯海科技CSU38F20單片機進行過熱保護和智能功率分配,用料扎實可靠。
充電器內部二次降壓電路使用一顆MOS管進行直通控制,有助于提高20V滿載輸出的轉換效率,降低發熱。充電器內部大面積灌膠填充,正反面均有純銅散熱片增大散熱面積,大功率輸出更穩定。變壓器上固定有一顆熱敏電阻,在檢測到內部過熱時,會控制充電器停止輸出,確保安全。


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