前言

知名品牌Belkin貝爾金新推出了一款100W氮化鎵充電器,產品依舊是采用再生塑料環保外殼,并配備有2C1A三個輸出接口,支持單口最高100W以及60W+22W+18W等輸出策略,能夠滿足筆記本電腦、平板以及手機同時快充需求,大大提升充電效率。

值得一提的是,充電器采用了單級高PF開關電源方案,無需PFC控制器、升壓電感、功率器件以及大容量高壓電解電容,亦能實現功率因數校正效果,縮小整機體積,滿足高功率電源產品設計需求。下面我們來看看產品的具體設計。

貝爾金100W氮化鎵充電器開箱

包裝盒正面印有Belkin品牌、產品名稱、外觀以及賣點。

側面印有充電器同時為筆記本、手機和手表充電的應用場景。

背面印有產品接口功率分配策略圖以及特性概述等信息。

包裝內含充電器以及使用說明書。

貝爾金100W氮化鎵充電器同樣采用再生塑料材質白色外殼,機身表面磨砂處理抗指紋,邊角大弧度過渡持握不硌手。

機身一側印有Belkin品牌和100W功率參數。

還有一側面印有充電器參數信息。

產品參數特寫

型號:WCH016yz

輸入:100-240V~50/60Hz 1.8A

單口輸出:

USB-C1/USB-C2:5V3A、9V3A、15V3A、20V5A

(PPS)5-21V4.75A

USB-A:5V3A、9V2A、12V1.5A、10V2.25A

雙口輸出:

C1+C2:70W+30W

C1/C2+USB-A:70W+22.5W

三口輸出:

C1+C2+USB-A:60W+22W+18W(100W Max)

產品通過了CCC認證。

產品還通過了VI級能效認證,輸入端外殼采用可組裝不同規格插腳的結構設計,以滿足在不同國家和地區使用的需求。

充電器配備符合新國標標準的半包膠折疊插腳,更加便攜同時有效避免誤觸風險。

輸出端配備2C1A三個USB接口,并且接口旁印有單口和多口輸出時的功率參數,直觀明了,方便用戶進行使用。

實測充電器機身長度為64.95mm。

寬度為42.97mm。

厚度為42.78mm。

和蘋果96W充電器放在一起對比,體積優勢非常明顯。

產品拿在手上的大小直觀感受。

另外測得充電器重量約為178g。

使用ChargerLAB POWER-Z KM003C測得USB-C1口支持UFCS、QC3.0/5、FCP、SCP、AFC、PD3.0、PPS、DCP、Apple 2.4A充電協議。

PDO報文顯示USB-C1口具備5V3A、9V3A、15V3A、20V5A四組固定電壓檔位,以及5-21V5A一組PPS電壓檔位。

測得UFCS融合快充具備3.4-5.5V3A、5.5-11V3A、11-21V3A三組電壓檔位。

測得USB-C2口兼容協議和USB-C1口的相同。

PDO報文顯示結果也一樣。

此外UFCS融合快充具備的三組電壓檔位也相同,單口輸出支持功率盲插。

最后測得USB-A口支持QC3.0、FCP、SCP、AFC、DCP、Apple 2.4A充電協議。

貝爾金100W氮化鎵充電器拆解

將充電器輸入端外殼拆開,插腳使用塑料板以及螺絲固定,通過導線錫焊連接PCB板通電。

將PCBA模塊分離取出。

測得PCBA模塊長度為59.87mm。

寬度為38.43mm。

厚度為37.14mm。

PCBA模塊由四塊小板堆疊設計,夾層間的器件縫隙填充導熱膠,高壓濾波電解電容外套黑色膠套,此外貼有石墨散熱貼紙。兩側小板均配備金屬散熱板幫助散熱。

底部小板對應整流橋區域也配有散熱片,輸出端小板正面打膠處理。

將散熱板拆下,內側填充導熱膠以及導熱墊幫助更好傳遞熱量。

將PCBA模塊完全拆分清理干凈,兩塊側板上的高壓濾波電解電容、固態濾波電容均外套絕緣膠套。

其中一塊側邊小板正面設有延時保險絲、壓敏電阻、共模電感,安規X2電容、差模電感以及三顆固態濾波電容。

背面次級側設有同步整流控制器和同步整流管。

另一塊板子正面設有薄膜濾波電容、濾波電感、高壓濾波電解電容、主控芯片供電電容以及變壓器。

背面設有開關電源主控芯片、初級開關管、光耦以及貼片Y電容。

底部小板上設有兩顆整流橋和兩顆貼片Y電容。

板子另一面無器件。

延時保險絲來自貝特電子,出料號932,規格為5A 250V。

10D681K壓敏電阻來自松田電子,用于輸入過壓保護。

共模電感用于濾除EMI干擾,外套熱縮管絕緣保護。

安規X2電容也是來自松田電子,容量0.33μF。

差模電感也外套熱縮管,底部設有電木板。

整流橋來自揚杰電子,型號YBSM8010,規格為8A 1000V,使用兩顆以均攤發熱。

CBB21薄膜濾波電容來自塑镕,規格為450V1μF。

濾波電感外套熱縮管保護。

另一顆薄膜濾波電容料號相同。

高壓濾波電解電容來自BERYL綠寶石,規格為400V15μF。

初級主控芯片來自瑞薩,絲印5H,型號為iW3627-00,是一顆具有功率因數校正功能的單級AC/DC恒壓控制器,支持隔離和非隔離拓撲,可實現極低的負載及線電壓調整率而無需次級反饋電路,芯片無需外部環路補償元件,采用SOT23封裝。

初級開關管來自Navitas納微,型號NV6148C,這是一款700V的GaNSlim系列功率IC,采用了高性能的eMode GaN FET(電阻值為120mΩ),并集成了門極驅動器及多種擴展功能,旨在提供市場上最快速、最小巧、最高效且最為可靠的功率集成解決方案。

NV6148C內置無損電流檢測功能,以提高系統的效率,并增加了過溫保護功能以提升系統的可靠性。自動待機和睡眠模式設計使得輕載和無載時的能效得到了顯著提高。此外還具備極高的dV/dt抗擾能力。采用DPAK-4L封裝。

主控芯片供電電容來自東佳,規格為50V22μF。

變壓器特寫,采用ATQ25磁芯。

億光EL 1019光耦特寫,用于輸出電壓反饋。

貼片Y電容來自四川特銳祥科技股份有限公司,具有體積小、重量輕等特色,非常適合應用于氮化鎵快充這類高密度電源產品中。料號為TMY1471K。

充電頭網了解到,特銳祥貼片Y電容除了被首款高通QC5認證100W氮化鎵快充拆解!拆解一款高性能LLC架構100W氮化鎵三口快充充電器拆解報告:OPPO新款65W超級閃充氮化鎵充電器拆解報告:聯想90W閃充雙口氮化鎵充電器拆解一款99元手機大廠65W氮化鎵快充!拆解報告:努比亞1A1C 45W氘鋒氮化鎵快速充電器全球首款120W氮化鎵+碳化硅PD快充充電器拆解等數十款大功率充電器使用外,也可應用于拆解報告:海陸通20W PD快充充電器拆解報告:第一衛20W快充小冰粒充電器業界首款20W氮化鎵PD快充充電器拆解等品牌20W迷你快充上,氮化鎵快充引發傳統元器件行業革命,這款貼片式Y電容賣爆了

另外兩顆貼片Y電容料號相同。

同步整流控制器來自瑞薩,絲印L9,型號iW610-01C,支持QR、ZVS、ACF和LLC開關電源應用,芯片支持DCM和CCM工作模式,支持低側和高側應用,支持3-28V輸出電壓范圍,采用SOT23封裝。

同步整流管來自瑤芯微,型號AKG100N077G,NMOS,耐壓100V,導阻7.7mΩ,采用PDFN5*6-8L封裝。

三顆同步整流輸出濾波固態電容來自綠寶石,規格均為35V1000μF。

輸出端小板正面設有同步降壓控制器、同步降壓開關管、濾波固態電容、協議芯片以及VBUS開關管。

背面設有同步降壓控制器、同步降壓開關管、降壓電感、濾波固態電容以及VBUS開關管。

用于USB-C1口的同步降壓控制器采用英集芯IP6550,這是一款支持36V輸入的同步降壓控制器,內置NMOS管驅動,外置兩個MOS管進行高效同步整流降壓。開關頻率135KHz,輸入端耐壓48V,內置完善的保護功能。英集芯IP6550采用3*3mm QFN16封裝,可實現簡化的同步降壓轉換電路設計。

IP6550可用于車載充電器、多口適配器、智能插排、支持USB-C接口的插排以及行車記錄儀應用。同步整流降壓具有高轉換效率,高輸出電流可用于多口5V輸出,搭配PD協議芯片可實現寬范圍電壓調節,滿足USB PD3.1的應用。

英集芯 IP6550 資料信息。

外掛同步降壓開關管采用威兆半導體VS4620GEMC,NMOS,耐壓40V,導阻6.4mΩ,采用PDFN3333封裝。

威兆半導體 VS4620GEMC 資料信息。

另一顆威兆半導體VS4620GEMC同步降壓開關管布局在小板背面。

用于USB-C2口的同步降壓控制器也是采用英集芯IP6550。

外掛的兩顆同步降壓開關管也是威兆半導體VS4620GEMC。

兩路降壓電路的降壓電感特寫,底部設有塑料板,中心打膠加固。

二次降壓輸出濾波固態電容來自綠寶石,規格為25V150μF。

另一路降壓電路降壓輸出濾波固態電容料號相同。

用于USB-A口的同步降壓控制器也是采用英集芯IP6550。

外掛的兩顆同步降壓開關管也是威兆半導體VS4620GEMC。

降壓電感特寫。

降壓輸出濾波固態電容來自綠寶石,規格為25V150μF。

USB-C1口協議芯片采用英集芯IP2723T,該芯片已通過USB IF協會PD3.0 PPS認證,TID:3135,是一款集成多種協議、用于USB輸出端口的快充協議IC。支持多種快充協議,包括USB TypeC DFP、PD2.0/3.0、PPS 、HVDCP QC4、QC4+、QC3.0/2.0、FCP、SCP、AFC、MTK PE+ 2.0/1.1、Apple 2.4A、BC1.2以及三星2.0A。右側為USB-C母座的TVS保護管,用于靜電保護功能。

可為適配器、車充等單向輸出應用提供完整的TYPE-C解決方案。此外IP2723T具備高集成度與豐富功能,在應用時僅需極少的外圍器件,有效減小整體方案的尺寸,降低BOM成本。

英集芯IP2723T資料信息。

USB-C2口協議芯片也是采用英集芯IP2723T。

USB-A口協議芯片也是采用英集芯IP2723T。

USB-C1口輸出VBUS開關管也是采用威兆半導體VS4620GEMC。

USB-C2口輸出VBUS開關管也是采用威兆半導體VS4620GEMC。

USB-A口輸出VBUS開關管也是采用威兆半導體VS4620GEMC。

全部拆解一覽,來張全家福。

充電頭網拆解總結

最后附上貝爾金100W氮化鎵充電器的核心器件清單,方便大家查閱。

貝爾金100W氮化鎵充電器機身外殼采用再生塑料,持續踐行自身的社會責任。此外插腳端也采用了可拼接結構設計,可組裝不同規格插腳,能以更低成本實現在不同國家和地區使用,方便靈活同時進一步節省社會資源。

性能方面,兩個USB-C口均支持最高100W快充,USB-A口支持22.5W快充,兼容UFCS、PD、PPS、SCP等快充協議,可很好適配華為、蘋果、三星、小米等市面主流品牌的設備,還支持筆電、平板、手機同時快充,高效補電不排隊。

充電頭網通過拆解了解到,充電器使用瑞薩iW3627-00+iW610-01C單級高PF電源方案,并使用了納微NV6148C氮化鎵器件,此外還基于四塊PCB板堆疊設計提高空間利用率。這套組合極大縮小產品尺寸,實現100W三口快充也能相當小巧便攜。

輸出端采用三路獨立DC-DC二次降壓電路設計,并且方案完全一樣,都是采用英集芯IP6550同步降壓控制器搭配威兆半導體VS4620GEMC進行降壓,英集芯IP2723T協議芯片控制接口輸出。此外全部采用綠寶石電容進行濾波,模塊通過加裝散熱板以及填充導熱膠輔助散熱,做工用料可靠。