前言

海備思是一家知名的3C配件廠商,旗下產品主要分為轉接器,連接線和外接配件三大品類。充電頭網拿到了海備思推出的一款65W氮化鎵充電器,這款充電器最顯著的特點是內置了視頻轉接功能,配備HDMI接口和USB-A接口,可用于筆記本和SWITCH游戲機視頻擴展及充電功能,方便實用。

充電頭網已經拿到海備思這款SWITCH氮化鎵充電器+擴展塢,通過連接這款充電器到SWITCH游戲機,可以取代傳統充電器+底座的組合,使用和攜帶更加便攜。下面充電頭網就對這款充電器進行拆解,看看內部設計做工如何。

海備思多功能氮化鎵充電器外觀

充電器為經典直板造型設計,兩部分外殼分別為經典紅藍配色,對于任天堂老粉來說,這配色簡直不要太熟悉。

機身正面印有HAGiBiS(海備思)品牌。

另一面印有SWITCH 65W GaN Dock名稱。

輸入端外殼上印有充電器參數

型號:TC-064

輸入:100-240V~50/60HZ 1.5A

輸出:

USB-A:5V1A(5W)

USB-C:5V3A、9V3A、12V3A、15V2.6A、20V3A(65W)

USB-C+USB-A:60W+5W=65W Max

制造商:東莞市和創綠能電子科技有限公司

監制:上海新協實業有限公司

充電器已經通過了CCC、FCC、RoHS認證

充電器配備可折疊國標插腳,攜帶方便且不會刮傷包里其它設備。

輸出端配有1A1C雙USB接口以及4K HDMI接口,均為黑色膠芯,接口旁印有相應的名稱和參數信息。

HDMI接口旁印有4K字樣,性能相當強悍。

測得充電器機身高度為59.59mm。

寬度為47.15mm。

厚度為30.78mm。

和蘋果61W充電器對比,體積優勢明顯。

拿在手上的大小直觀感受。

凈重約為121g。

使用ChargerLAB POWER-Z KM002C測得USB-C口僅支持PD3.0快充協議。

并且具備5V3A、9V3A、12V3A、15V2.6A、20V3A五組固定電壓檔位。

測得USB-A口支持Samsung 5V2A、DCP協議。

海備思多功能氮化鎵充電器拆解

對海備思多功能氮化鎵充電器有了基本了解后,下面繼續對其進行拆解,看看內部是如何設計的。

首先沿外殼接縫撬開充電器外殼,充電器使用折疊插腳,使用彈片壓接與導線連接到PCBA模塊供電。

抽出充電器PCBA模塊,充電器PCBA模塊包裹散熱片散熱,對應低壓側的位置粘貼膠帶絕緣。

PCBA模塊輸入端焊接一塊小板,小板上焊接NTC熱敏電阻和EMI濾波電路。

充電器內部PCBA模塊正反面黃銅散熱片均焊接固定,散熱片纏繞膠帶絕緣,并貼有導熱墊輔助散熱。

散熱片焊接處特寫。

使用游標卡尺測得PCBA模塊長度約為56.5mm。

PCBA模塊寬度約為42.25mm。

PCBA模塊厚度約為26.11mm。

焊接拆下PCBA模塊表面的散熱片,PCBA模塊正反面均覆蓋導熱墊。

充電器PCBA模塊輸入端一覽,垂直焊接一塊小板,小板上焊接整流橋及共模電感,充分利用空間并均攤發熱。

PCBA模塊輸出端焊接一塊小板,小板上焊接USB-C母座,USB-A母座以及HDMI母座,用于USB擴展和視頻轉接功能。

PCBA模塊正面一覽,左上角為高壓濾波電容,電容下方為變壓器,變壓器下方為輸出濾波電容。右上角焊接整流小板,下方是藍色Y電容和協議芯片。

背面焊接初級主控芯片和氮化鎵開關管,初級與次級之間有隔離槽,在右下角是同步整流控制器。

通過對PCBA的觀察發現,海備思這款多功能氮化鎵充電器采用QR反激開關電源架構,采用必易微氮化鎵主控芯片搭配英諾賽科氮化鎵開關管,由協議芯片根據輸出需求調節輸出電壓,充電器主板上焊接一塊單獨的視頻轉換小板,用于USB-C輸出和視頻轉換功能。下面我們就從輸入端開始了解各個器件的信息。

輸入端一覽,焊接保險絲,左側的小板上焊接NTC熱敏電阻,EMI濾波電路和整流橋,主板上焊接濾波電容。

輸入端保險絲焊接在充電器主板上,延時保險絲規格為3.15A 250V。

小板正面焊接NTC熱敏電阻,安規X2電容和共模電感。

小板背面焊接兩顆整流橋。

NTC熱敏電阻特寫,用于抑制充電器上電時為電解電容充電的浪涌電流。

安規X2電容來自東莞成希,規格為0.22μF。

共模電感采用絕緣線和漆包線繞制。

交流電經過EMI電路濾波后,由兩顆MSB407整流橋將交流電轉換為脈動直流電,整流橋規格為4A,1000V,使用兩顆并聯連接,均攤發熱。

整流橋輸出的脈動直流電通過電解電容濾波,其中兩顆來自CyXincon,規格為22μF 400V。

差模電感采用漆包線繞制在磁環上,外套熱縮管絕緣。

另外兩顆高壓濾波電容也來自CyXincon,規格為33μF 400V。

充電器初級控制器采用必易微 KP2202,是一顆高頻準諧振反激PWM控制器,芯片內置高壓啟動和X電容放電功能,具備快速啟動能力和低待機功耗優勢。芯片支持500kHz開關頻率,谷底開通降低損耗,芯片支持綠色節能模式,待機功耗低于30mW。

必易微KP2202最高工作頻率分500kHz、300kHz、140kHz三檔可調;通過峰值電流抖動實現抖頻功能;VDD供電范圍10-112V;芯片集成完善全面的保護功能,內置驅動器可驅動CoolMos和GaN開關管,此前該芯片已經被傲基65W 2C1A超級硅充電器采用

為初級主控芯片供電的濾波電容,規格為10μF 100V。

高壓開關MOS管采用英諾賽科INN650D02氮化鎵功率芯片,額定耐壓為650V,峰值耐壓750V,導阻低至0.2Ω,符合JEDEC標準的工業應用要求,支持ESD保護,支持開爾文源極。最高工作溫度150℃。

INN650D02 “InnoGaN”開關管高頻特性好,且導通電阻小,適合高頻高效的開關電源應用,采用DFN8*8封裝,具備超低熱阻,散熱性能好,適合高功率密度的開關電源應用。

值得一提的是,INN650D02 “InnoGaN”開關管基于業界領先的8英寸生產加工工藝,是目前市面上最先量產的先進制程氮化鎵功率器件,這項技術的大規模商用將推動氮化鎵快充的快速普及。

英諾賽科 INN650D02 詳細資料。

充電頭網通過拆解了解到,該氮化鎵開關管還被SPRUCE 140W 3C1A無線充二合一充電座安述240W氮化鎵+碳化硅適配器QCY 65W 2C1A氮化鎵快充聯想小新100W雙C口氮化鎵快充努比亞120W 2C1A三口氮化鎵快充紅魔手機6 Pro標配120W PD氮化鎵快充REMAX 100W氮化鎵充電器摩米士100W 2A2C氮化鎵快充魅族65W氮化鎵充電器等多款產品采用,芯片質量獲得市場認可。

開關變壓器采用ATQ2515磁芯,使用膠帶嚴密纏繞絕緣。

拆下充電器PCB正面焊接的直插器件和輸出小板,主板上還焊接光耦,協議芯片,同步整流管和VBUS開關管。

反饋光耦來自奧倫德,PC817光耦用于輸出電壓反饋調節。

兩顆藍色Y電容來自東莞成希。

同步整流控制器來自必易微,型號KP4060,支持DCM、CCM、QR工作模式和有源鉗位 Flyback 拓撲,支持600kHz工作頻率,集成高壓檢測電路和高壓供電電路,集成智能雙路LDO,無需輔助繞組供電,支持輸出短路SR工作。采用了節省空間的SOT23-6封裝。

KP4060支持寬范圍輸出電壓應用,特別適用于支持QC、PD等協議的快充領域。并且支持高側或低側配置。<30ns 開通和關斷延時,Gate驅動有源鉗位技術,防止寄生耦合導致的誤開通,具有專利的智能電流過零關斷和智能開通檢測技術防止誤開通,確保安全使用。

同步整流管來自芯控源,型號AGM1010A,是一顆耐壓100V的NMOS,導阻7.5mΩ,由同步整流控制器控制開關進行同步整流。

輸出濾波電容來自萬京源,PZ系列固態電容,規格為680μF 25V,兩顆并聯用于輸出濾波。

這款充電器內置的協議芯片為智融SW2303,這是一款高集成度的 Type-C 口/Type-A 口快充協議芯片,支持 PD、QC、FCP、高低壓 SCP、AFC、SFCP以及PE等主流快充協議,支持光耦反饋和 FB 反饋兩種工作模式。SW2303 集成了 CV/CC控制環路,Type-C 接口邏輯,快充協議控制器,以及多種安全保護功能。配合 ACDC 或 DCDC 以及少量的外圍元器件,即可組成完整的高性能的Type-C 口/Type-A 口快速充電解決方案。

智融SW2303 詳細資料。

輸出VBUS開關管來自微碩,型號WSD30L40DN,是一顆耐壓30V的PMOS,導阻為11mΩ,采用DFN3*3封裝。

充電器輸出端焊接一塊小板,小板上焊接HDMI母座,USB-A母座和USB-C母座。小板上還焊接了兩路降壓電路。

小板背面焊接USB-C控制芯片,切換芯片和視頻轉換芯片。

FRESCO 睿思科技 FL7102 USB PD控制器,用于接口控制,芯片內置Aux開關,Billboard設備和Vconn開關。用于控制USB-C接口輸出DP信號,供PS176HDM進行視頻轉換。

用于FL7102 USB PD控制器的時鐘晶振,12.000MHz。

威鋒VL170用于USB-C接口復用解復用,輸出DP視頻信號和USB信號。

普瑞PS176HDM用于DP轉換HDMI2.0,負責將USB-C接口的DP信號轉換成HDMI信號輸出,送至HDMI接口用于顯示器輸出。

普瑞PS176HDM外置的27.000MHz時鐘晶振。

兩顆絲印3419的MOS管,用于USB-C接口供電控制。

降壓轉換器來自納芯威科技,型號NS6316,是一顆內置開關管的同步降壓轉換器,支持30V輸入,3A電流輸出,用于USB-A接口供電降壓。

10μH電感配合NS6316進行降壓輸出。

一顆降壓轉換器來自泰德,型號TD6810,是一顆內置開關管的同步降壓轉換器,支持5.5V輸入電壓,輸出電流800mA,采用SOT23-5封裝。

一顆絲印3157T的切換開關,用于信號切換。

全部拆解完畢,來張全家福。

充電頭網拆解總結

海備思推出的這款USB-C充電器使用折疊插腳設計,方便攜帶和使用。這款充電器支持65W輸出功率,可滿足SWITCH游戲機和筆記本電腦充電,并且滿足充電時視頻輸出和USB-A接口擴展,免去外接擴展塢,方便使用。

充電頭網通過拆解了解到,這款充電器內部采用兩塊PCBA獨立設計,分別對應電源方案和視頻轉接功能。電源模塊采用必易微主控方案搭配英諾賽科氮化鎵開關管,采用智融SW2303協議芯片控制輸出電壓。視頻轉接功能采用睿思科技FL7102和普瑞PS176視頻轉換芯片實現HDMI以及USB-A接口擴展。

充電器采用三塊PCB組合焊接,提升空間利用率,體積更加緊湊。PCBA模塊正反面均覆蓋散熱片并填充導熱硅膠墊,針對筆記本充電使用等大功率應用場合,進行散熱性能優化,滿足高負載使用下的穩定工作。