前言

最近充電頭網(wǎng)拿到了睿元實(shí)業(yè)一款100W多口氮化鎵快充充電器，產(chǎn)品采用主流的2C1A接口配置，支持PD3.0、PPS、QC、SCP等豐富快充協(xié)議，可為筆記本電腦、平板、手機(jī)等多種設(shè)備提供高效充電體驗(yàn)。

此外充電器還支持45W+45W、45W+30W的雙口快充組合，滿(mǎn)足雙設(shè)備同時(shí)快充需求。下面充電頭網(wǎng)就對(duì)充電器進(jìn)行詳細(xì)拆解，一起來(lái)看看產(chǎn)品的具體設(shè)計(jì)。

睿元100W氮化鎵充電器外觀

充電器為主流柱狀造型設(shè)計(jì)，機(jī)身主體噴涂銀灰色金屬漆提升質(zhì)感，頂部還采用透明銀底裝飾板以及凹凸紋理邊緣設(shè)計(jì)增加辨識(shí)度。

腰身一面印有100W GaN FAST QUICK CHARGER，直觀表明這是一款100W氮化鎵快充充電器。

輸入端外殼邊緣也做了凹凸紋理設(shè)計(jì)，底部則印有充電器參數(shù)信息。

充電器參數(shù)特寫(xiě)

型號(hào)：RY-U101A-ACC

輸入：100-240V~50/60Hz 2A

輸出：

USB-C1/C2：5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A（Max：100W）

USB-A：5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A（Max：30W）

總輸出：

USB-C1+USB-C2：45W+45W

USB-C1/C2：5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V2.25A

USB-C1+USB-A：45W+30W

USB-C1：5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V2.25A

USB-A：5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A

USB-C1+USB-C2+USB-A：45W+15W

USB-C1：5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V2.25A

USB-C2+USB-A：5V3A

制造商：深圳睿元實(shí)業(yè)有限公司

注：僅適用于海拔2000m及以下和非熱帶氣候條件下使用

充電器配備可折疊新國(guó)標(biāo)插腳。

頂部配有2C1A三個(gè)USB快充接口。

實(shí)測(cè)充電器機(jī)身長(zhǎng)度為65.24mm。

寬度為30.45mm。

厚度為45.05mm。

和蘋(píng)果96W充電器放在一起對(duì)比，體積優(yōu)勢(shì)明顯。

充電器拿在手上的大小直觀感受。

另外測(cè)得充電器重量約為132g。

使用ChargerLAB POWER-Z KM003C測(cè)得USB-C1口支持QC3.0/5、FCP、SCP、AFC、PD3.0、PPS、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充電協(xié)議。

PDO報(bào)文顯示USB-C1口還具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五組固定電壓檔位，以及5-21V5A一組PPS電壓檔位。

測(cè)得USB-C2口支持PD3.0、PPS、QC5快充協(xié)議。

PDO報(bào)文測(cè)試結(jié)果和USB-C1口的相同

最后測(cè)得USB-A口支持QC3.0、FCP、SCP、AFC、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充電協(xié)議。

睿元100W氮化鎵充電器拆解

將充電器輸入端外殼拆開(kāi)，插腳與內(nèi)部PCBA模塊為接觸式通電設(shè)計(jì)。

金屬?gòu)椘褂盟芰习逡约奥萁z進(jìn)行固定。

將PCBA模塊取出，模塊與殼體之間填充白膠加固提升穩(wěn)定性。

殼體內(nèi)部貼有氣凝膠。

實(shí)測(cè)PCBA模塊長(zhǎng)度為60mm。

寬度為39.57mm。

厚度為25.04mm。

PCBA模塊頂部以及兩側(cè)覆蓋U型散熱片，并且散熱片包裹膠帶絕緣。

拆掉散熱片，模塊正面電容、變壓器以及輸出端小板等打膠加固。

將白膠清理掉，模塊正面設(shè)有共模電感、安規(guī)X2電容、整流橋、高壓濾波電解電容、變壓器等器件，整體布局十分緊湊。而且從兩個(gè)變壓器也可以看出這款充電器使用了兩路開(kāi)關(guān)電源電路設(shè)計(jì)。

主板背面設(shè)有光耦、貼片Y電容以及同步整流管。

PCBA模塊前端一覽，主板上設(shè)有安規(guī)X2電容、整流橋、高壓濾波電解電容以及濾波電感等器件，右側(cè)焊接輸入小板。

將小板拆下，板子正面設(shè)有貼片保險(xiǎn)絲以及NTC熱敏電阻。

小板另一面無(wú)器件。

貼片保險(xiǎn)絲來(lái)自誠(chéng)潤(rùn)，額定電流3.15A。

NTC熱敏電阻來(lái)自至敏電子，型號(hào)HNP1R5D9，用于抑制上電的浪涌電流。

安規(guī)X2電容容量0.22μF。

共模電感用于濾除EMI干擾。

整流橋來(lái)自沃爾德，型號(hào)D3K810，規(guī)格為8A 1000V，采用D3K封裝。

濾波電感外套熱縮管絕緣保護(hù)。

四顆高壓濾波電解電容規(guī)格為400V33μF。

還有一顆規(guī)格為400V15μF。

兩顆主控芯片供電電容規(guī)格均為100V4.7μF。

模塊一側(cè)中心區(qū)域設(shè)有開(kāi)關(guān)電源小板以及變壓器。

另一側(cè)設(shè)有另一路開(kāi)關(guān)電源的變壓器。

將兩塊開(kāi)關(guān)電源小板拆下，正面均設(shè)有電源主控芯片。

小板背面均無(wú)器件。

兩路開(kāi)關(guān)電源的主控芯片都是采用英集芯科技IP2075_38D，這是一款集成GAN FET高性能多模式AC/DC反激控制器，具有自適應(yīng)多模式控制（MMC）和二次側(cè)調(diào)節(jié)（SSR）功能，適用于要求具有高功率密度和高精度輸出電壓/電流的應(yīng)用。

IP2075_38D內(nèi)置高壓?jiǎn)?dòng)，去掉傳統(tǒng)的啟動(dòng)電阻，從而降低待機(jī)功耗；此外，當(dāng)移除交流輸入時(shí)，HV引腳用于X-cap放電，有助于降低Xcap放電損耗，并實(shí)現(xiàn)極低的待機(jī)功率損耗。結(jié)合了頻率折返和谷底導(dǎo)通技術(shù)，通過(guò)減少開(kāi)關(guān)損耗來(lái)實(shí)現(xiàn)高效率。通過(guò)加入頻率調(diào)制，能顯著降低EMI輻射和共模噪聲。

IP2075_38D具有寬廣的自適應(yīng)開(kāi)關(guān)頻率范圍，提高了輕負(fù)載效率，最大工作頻率經(jīng)過(guò)優(yōu)化，最大限度地降低器件溫度，提高滿(mǎn)負(fù)載效率。最小峰值電流也被優(yōu)化設(shè)計(jì)以平衡待機(jī)功耗和音頻噪聲。

IP2075_38D在輕載或空載輸出條件下進(jìn)入突發(fā)模式，此模式下具有極低的工作電流（160µA），能顯著降低待機(jī)功耗，以滿(mǎn)足最嚴(yán)格的能效標(biāo)準(zhǔn)，如CoC V5和DoE VI標(biāo)準(zhǔn)。

IP2075_38D還具有完善的保護(hù)功能和豐富的定制化配置參數(shù)，如最大頻率，輸出過(guò)壓保護(hù)， 輸出欠壓保護(hù)，Brown-in/Brown-out，過(guò)溫保護(hù)，帶補(bǔ)償?shù)倪^(guò)功率保護(hù)功能。采用DFN18L(6*8)封裝。

充電頭網(wǎng)拆解了解到，英集芯IP2075_38D此前還被榮耀親選66W氮化鎵充電器、米物45W小魔方氮化鎵充電器等產(chǎn)品采用過(guò)，芯片質(zhì)量獲客戶(hù)一致認(rèn)可。

另一顆英集芯科技IP2075_38D主控芯片特寫(xiě)。

變壓器特寫(xiě)。

另一顆變壓器特寫(xiě)。

OR 1009光耦特寫(xiě)，用于輸出電壓反饋。

另一顆OR 1009光耦特寫(xiě)。

貼片Y電容來(lái)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(yīng)用于氮化鎵快充這類(lèi)高密度電源產(chǎn)品中。料號(hào)為T(mén)MY1471K。

充電頭網(wǎng)了解到，特銳祥貼片Y電容除了被倍思首款高通QC5認(rèn)證100Ｗ氮化鎵快充、麥多多100W氮化鎵充電器、OPPO 65W超級(jí)閃充氮化鎵充電器、聯(lián)想90W閃充雙口氮化鎵充電器、努比亞65W氘鋒氮化鎵充電器等數(shù)十款大功率充電器使用外，也可應(yīng)用于海陸通20W充電器、第一衛(wèi)20W快充小冰粒充電器、貝爾金20W氮化鎵充電器等品牌20W迷你快充上，性能獲得客戶(hù)一致認(rèn)可。

另一顆特銳祥貼片Y電容料號(hào)相同。

輸出端一覽，三個(gè)USB接口母座采用小板焊接，主板上設(shè)有兩路開(kāi)關(guān)電源的同步整流控制器以及輸出濾波固態(tài)電容。

將小板拆下，板子正面設(shè)有協(xié)議芯片以及輸出VBUS開(kāi)關(guān)管。

小板背面一覽。

兩路開(kāi)關(guān)電源的次級(jí)同步整流控制器也都是采用英集芯科技IP2028_B，這是一款用于反激變換器次級(jí)側(cè)的高效同步整流控制器，可直接驅(qū)動(dòng)MOSFET以替代肖特基二極管。其通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)MOSFET漏源電壓，輸出精準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，顯著降低整流損耗，提升效率與功率密度，并有效降低溫升。

器件內(nèi)置穩(wěn)壓電路，無(wú)需輔助繞組供電，適用于低輸出電壓充電器及高側(cè)同步整流適配器。其具備快速關(guān)斷功能，可在次級(jí)電流減小時(shí)調(diào)節(jié)MOSFET導(dǎo)通壓降至約30mV，并于電壓反向前迅速關(guān)斷，避免反向?qū)ā?/p>

IP2028_B還搭載可配置伏秒積檢測(cè)電路，有效防止在DCM、準(zhǔn)諧振工作下的VDS振鈴或ZVS操作引起的誤開(kāi)啟，確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

IP2028_B采用SOT23-6封裝，僅需極少的外圍器件，就可以為3.3-28V輸出電壓應(yīng)用提供高性能的解決方案。

另一顆英集芯科技IP2028_B同步整流控制器特寫(xiě)。

同步整流管來(lái)自ETERNAL宜源，型號(hào)ET6A80T，NMOS管，耐壓100V，導(dǎo)阻4.8mΩ，采用PDFN5*6-8L封裝。

另一顆同步整流管料號(hào)相同。

兩顆輸出濾波固態(tài)電容規(guī)格均為25V680μF。

協(xié)議芯片采用英集芯IP2738U，這是一顆支持多個(gè)USB接口的協(xié)議芯片，支持雙口18-140W快充應(yīng)用，具備獨(dú)立的反饋控制，具備獨(dú)立的USB PD控制，相當(dāng)于兩顆IP2736整合到一顆芯片內(nèi)部，快充規(guī)格與IP2736相同。支持USB PD3.1 28V EPR檔位，支持UFCS融合快充，并支持PD3.0/PPS等豐富全面的快充協(xié)議，兼容性非常好。

英集芯IP2738U內(nèi)置四路獨(dú)立的NMOS驅(qū)動(dòng)，可用于多個(gè)接口輸出控制，控制多個(gè)VBUS開(kāi)關(guān)管進(jìn)行輸出端口切換以及兩路電源并聯(lián)控制，并且支持雙路獨(dú)立的過(guò)流、過(guò)壓以及短路保護(hù)，確保使用安全。

英集芯IP2738U資料信息。

五顆輸出VBUS開(kāi)關(guān)管全部來(lái)自宜源，其中四顆型號(hào)為ET6302，NMOS管，耐壓30V，導(dǎo)阻5mΩ，采用PDFN3.3*3.3封裝。

一顆型號(hào)為ET6301，PMOS管，耐壓-30V，導(dǎo)阻12mΩ，采用PDFN3333封裝。

一顆絲印22581芯片特寫(xiě)，采用SOT23-6封裝。

全部拆解一覽，來(lái)張全家福。

充電頭網(wǎng)拆解總結(jié)

最后附上睿元100W氮化鎵充電器的核心器件清單，方便大家查閱。

睿元100W氮化鎵充電器采用柱狀造型設(shè)計(jì)，銀灰色金屬漆機(jī)身搭配透明板以及凹凸紋理裝飾，小巧便攜且很有辨識(shí)度。產(chǎn)品配備2C1A接口，并支持100W大功率輸出，支持多快充協(xié)議與智能功率分配，滿(mǎn)足筆電、手機(jī)等多設(shè)備高效充電需求。

充電頭網(wǎng)拆解發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品內(nèi)部為雙路獨(dú)立開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)，且都是采用英集芯科技IP2075_38D+IP2028_B高集成合封氮化鎵電源方案。此外輸出采用英集芯IP2738U協(xié)議芯片，支持多口功率管理與多種快充協(xié)議。

得益于英集芯方案的使用，充電器在雙路獨(dú)立電源架構(gòu)設(shè)計(jì)情況下，任然實(shí)現(xiàn)了緊湊小巧的機(jī)身。同時(shí)相比傳統(tǒng)快充來(lái)說(shuō)，還大幅降低了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)難度以及系統(tǒng)成本，進(jìn)一步提升成品優(yōu)勢(shì)。