前言

紅米 Note12 探索版的推出,進一步刷新手機的有線快充功率達到210W,將手機充電時間帶入個位數時代。得益于氮化鎵技術的加持,210W的充電器,體積與傳統充電器相當,不僅體積得到有效控制,高轉換效率,也降低了充電器的溫度。

小米這款210W充電器型號為MDY-13-EU,支持20V10.5A輸出規格,并兼容65W PD,兼顧筆記本電腦,平板電腦以及其他安卓手機充電。下面就帶來這款充電器的拆解,看看刷新快充功率的充電器內部是如何設計。

小米210W氮化鎵充電器外觀

充電器采用PC防火材質白色外殼,腰身依舊是亮面設計,兩端磨砂。

正面印有210W和Designed by Xiaomi字樣。

充電器配備固定國標插腳,靠一側布局方便插拔。

機身背面是和正面一樣的特點標識設計。

背面印的是GaN和Designed by Xiaomi,通過正背面的設計可以了解到,這是小米設計的一款210W氮化鎵充電器。

輸入端外殼印有充電器參數,型號MDY-13-EU,支持100-240V~50/60Hz 3A輸入,以及5V3A、9V3A、11V6A、17V10.5A、20V10.5A輸出,充電器通過了CCC認證。

輸出端配備單USB-C接口。

USB-C接口膠芯為黃色。

測得充電器機身高度為67.32mm。

寬度為64.61mm。

厚度為29.58mm。

和蘋果61W充電器對比,機身還要稍小一圈。

拿在手上的大小直觀感受,210W功率只有這般大小,相當了不起。

另外測得充電器凈重約為220g。

使用ChargerLAB POWER-Z KM002C測得USB-C口支持QC3.0、PD3.0通用快充協議,以及小米210W私有快充協議。

并且PDO報文顯示還具備5V3A、9V3A、15V3A、20V3.25A四組固定電壓檔位,以及3.6-11V10A、3.6-17V10.5A、3.6-20V10.5A三組小米專屬PPS電壓檔位。

使用210W快充套裝為紅米Note12 探索版充電,功率為17.64V 10.34A 182.43W,成功觸發快充。

小米210W氮化鎵充電器拆解

看完了這款充電器的外觀和協議測試,下面就對充電器進行拆解,看看內部的設計和用料,是怎么做到210W超大功率輸出的。

首先使用切割機切開外殼,充電器內部PCBA模塊灌膠填充,增強散熱能力,并且增加熱容量,降低快充時的溫升。

充電器內部采用導線連接,插腳端為壓接連接。

外殼內部粘貼石墨導熱貼,均勻散發熱量。

PCBA模塊一覽,整體采用灌膠填充,填充元件之間的空隙。

使用游標卡尺測得PCBA模塊長度約為60mm。

PCBA模塊寬度約為58.88mm。

PCBA模塊厚度約為25.32mm。

清理掉灌封膠,PCBA模塊左下角為電源輸入端,焊接保險絲,壓敏電阻,熱敏電阻,安規X2電容。在中間下方是PFC升壓電感,升壓電感右側是高壓濾波電容,焊接在垂直的小板上。在電容下方是平面變壓器。右上角為輸出濾波電容,左上角小板焊接USB-C母座輸出。

背面右側焊接整流橋,左上角焊接協議芯片,下方兩顆光耦分別用于PFC和反激開關電源控制。左側下方焊接PFC控制器和反激控制器,和兩顆納微的氮化鎵功率芯片。

通過對PCBA模塊的觀察發現,這款210W充電器采用PFC+QR反激開關電源架構,同步整流,支持寬范圍電壓輸出。其中PFC升壓控制器來自矽力杰,反激控制器來自安森美,兩顆氮化鎵功率芯片均來自納微。下面我們就從輸入端開始了解各個器件的信息。

交流輸入端一覽,導線冷壓端子焊接。

輸入端延時保險絲特寫,外套熱縮管絕緣。

壓敏電阻來自松田電子,規格為10D681K,用于交流輸入浪涌保護。

NTC熱敏電阻用于抑制充電器接入電源的浪涌沖擊電流。

共模電感外套熱縮管絕緣,底部焊接絕緣支架。

安規X2電容來自松田電子,規格為0.47μF。

整流橋來自平偉,型號TBMR810,規格為8A 1000V,使用兩顆半橋連接,均攤發熱。

在PCB另外一面焊接一顆同型號的整流橋。

兩顆磁環濾波電感特寫,采用塑料外殼絕緣。

兩顆薄膜濾波電容來自松田電子,規格為1μF450V。

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開關管來自納微,是一顆氮化鎵功率芯片,型號NV6127,內部集成氮化鎵開關管、氮化鎵驅動器以及邏輯電路,應用簡單。NV6127采用QFN6*8mm封裝,散熱性能升級,125mΩ導阻,內置驅動器支持10-30V供電。最高支持2MHz開關頻率。

納微半導體 NV6127 資料信息。

充電頭網拆解了解到,采用納微NV6127氮化鎵芯片的產品還有華碩300W充電器、聯想90W閃充雙口氮化鎵充電器倍思120W氮化鎵+碳化硅PD快充充電器等。此外,納微GaNFast功率芯片此前已被OPPO 50W餅干氮化鎵快充、RAVPOWER 65W 1A1C氮化鎵快充、小米65W氮化鎵充電器、SlimQ 65W氮化鎵快充Anker PowerCore Fusion PD超極充、RAVPower 45W GaN PD充電器、倍思65W氮化鎵充電器等產品采用,獲得市場高度認可。

PFC升壓電感特寫,纏繞膠帶絕緣。

PFC整流管來自平偉,絲印PBES10JE,是一顆10A 600V的超快恢復二極管。

充電器內部采用筆形電解電容與平面變壓器疊放,充分利用空間。

電解電容焊接到垂直焊接的小板上。

高壓濾波電容放置在塑料殼內部絕緣。

高壓濾波電容來自萬裕,規格為56μF420V,兩顆并聯。

主控芯片采用安森美NCP1342,這是一顆高頻反激準諧振初級PWM控制器,內置高壓啟動,主動X2電容放電、支持寬范圍Vcc供電、支持外接熱敏電阻進行過熱保護和多重完善的保護功能。

初級開關管采用納微NV6136A,這是一顆高集成的氮化鎵功率芯片,內置驅動器以及高精度無損耗電流采樣電路,消除取樣電阻的損耗。NV6136A內置170mΩ導通電阻,耐壓700V的氮化鎵開關管,支持2MHz開關頻率,采用6*8mm QFN封裝,節省面積。

納微NV6136A資料信息。

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

為主控芯片供電的濾波電容來自東佳,規格為100V18μF。

平面變壓器輸出側一覽,焊接濾波固態電容和同步整流管。

平面變壓器磁芯纏繞高溫膠帶絕緣,并焊接三顆固態電容用于輸出濾波。

磁芯對應PCB的位置貼有麥拉片,加強絕緣,輸出側焊接同步整流控制器和同步整流管。

同步整流控制器絲印IBHJN,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。

同步整流管來自長晶科技,型號CJAC110SN10L,NMOS,耐壓100V,導阻4.3mΩ,使用兩顆并聯。

輸出濾波電容來自綠寶石,為CT系列125℃貼片固態電容,規格均為470μF 25V。

砸碎磁芯,內部線圈一覽。

絲印可以看出平面變壓器小板來自JOVE中富電路,是一家專業的線路板生產制造廠家,國家級高新技術企業,公司現已上市。

兩顆Y電容來自廈門華信安電子,為雙Y安規陶瓷電容器,串聯雙重絕緣設計。

兩顆EL1019光耦用于輸出電壓反饋和PFC控制功能。

輸出采用磁環電感濾波,漆包線穿過絕緣電木板。

輸出濾波固態電容來自PolyCap柏瑞凱,為RQ系列125℃耐熱固態電容。規格為680μF 25V。

協議芯片來自英集芯,型號為IP2726,是一顆應用非常廣泛的協議芯片。英集芯IP2726是一顆集成多種協議、用于USB輸出端口的快充IC,支持Type-C DFP、PD2.0/3.0、PPS、QC4+、QC2.0/3.0、FCP、AFC、SCP、MTK PE+、Apple2.4A、BC1.2以及三星2A等協議。具有高集成度和豐富的功能,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。

充電頭網了解到,英集芯IP2726此前已被AUKEY 65W 1A1C氮化鎵快充充電器RAVPOWER 90W雙USB-C口PD快充充電器斯泰克100W雙USB-C口氮化鎵充電器、麥多多30W 1A1C USB PD快充充電器、坤興18W USB PD3.0 PPS快充充電器等產品采用。此外,英集芯的其它系列快充芯片也獲得小米、華為、三星等客戶的高度認可。

輸出VBUS開關管采用威兆半導體 VS3698AE,NMOS,耐壓30V,導阻3mΩ,采用PDFN3333封裝。

威兆半導體 VS3698AE 詳細資料。

在正面還焊接有一顆VS3698AE,兩顆管子并聯。

輸出USB-C母座焊接在小板上。

USB-C母座采用沉板焊接,一面焊接母座,NTC熱敏電阻和TVS二極管。

另外一面沒有焊接元件。

USB-C母座采用黃色膠芯。

在PCB正面還焊接一顆安森美的NCP51530B驅動器。

還有維安WMF04N60C2 NMOS管。

全部拆解一覽,來張全家福。

充電頭網拆解總結

小米210W氮化鎵快充充電器延續了小米充電器的家族式設計,采用固定插腳設計,具備單USB-C接口,不僅支持小米210W快充,還兼容65W PD快充,滿足日常手機和筆記本電腦的充電使用。

充電頭網通過拆解了解到,小米210W充電器采用PFC+QR電源架構,采用矽力杰SY5072B PFC控制器搭配安森美NCP1342 QR控制器,內置納微NV6127和NV6136A兩顆氮化鎵功率芯片。輸出同步整流控制器采用MPS MP6908A,協議芯片來自英集芯,型號為IP2726,支持小米私有協議。

充電器內部采用灌封工藝,內部采用多塊小板焊接組成,充分利用空間。內部高壓濾波電容來自萬裕,輸出濾波固態電容來自綠寶石和柏瑞凱,均為125℃耐熱。外殼內部貼有石墨導熱貼,均勻散發熱量,內部工藝和用料都十分扎實。