前言

2021年10月19日,蘋果推出全球首款支持PD3.1 140W快充的筆記本Macbook Pro 16,正式拉開了USB PD3.1應用的序幕。眾所周知,蘋果充電器在體積控制方面并不是特別重視,即便是新筆記本配備的140W充電器采用氮化鎵技術,體積和重量方面的表現依舊一般般。

對于要經常帶MacBook出門的蘋果用戶來說,將這一套裝外帶簡直是“受罪”,也正是因為這點,催生了第三方140W快充市場,畢竟一個頂三個實在是太誘人了。目前除蘋果自家的外,安克、倍思、綠聯等大品牌也已推出相應的產品,這些產品各自特色是啥?該選哪一款?下面一起來看看。

ANKER安克

安克A2341 140W氮化鎵充電器采用PC材質黑色外殼,表面啞光,輸出端設有銀色裝飾板,相較家族其它新品,這款外觀更加簡潔,機身正面右上角印有ANKER品牌。

輸出端配備單USB-C接口和銀色裝飾面板,安克經典的藍色膠芯。

安克這款140W氮化鎵充電器采用PFC+HFB半橋架構設計,PFC電路將輸入電壓升壓為HFB半橋電路供電,經過同步整流輸出。輸出電壓由協議芯片控制調節,進行寬范圍輸出,同時協議芯片還進行PFC控制。PFC升壓開關管采用納微氮化鎵功率芯片,HFB半橋采用英飛凌集成功率級。

充電頭網通過拆解了解到,安克這款氮化鎵充電器內部采用安森美NCP1623 PFC升壓控制器,搭配納微氮化鎵功率芯片NV6136A,HFB半橋采用英飛凌XDPS2201混合反激控制器搭配IGI60F1414A1L半橋氮化鎵芯片組成,為氮化鎵快充提供集成度更高,體積更小,能效更高的解決方案。

輸出協議芯片采用偉詮WT6676F,支持3.3V~45V寬工作電壓范圍,支持USB PD 3.1 SPR 和EPR36V 規范,接口豐富,支持過熱保護和PFC控制。充電器內部采用多塊PCB焊接組合,并采用導熱膠灌封工藝,增強散熱性能,提升機械強度和耐候性,充分利用空間,縮小充電器體積。

Apple蘋果

Apple蘋果新款MacBook Pro 16標配140W氮化鎵充電器A2452為蘋果經典家族式設計,但是由正方形改為長方形,輸入端具備可更換插頭,可以選擇延長線增加整體長度或者使用折疊插頭便于攜帶。

充電器為單USB-C接口,白色膠芯,充電器支持28V5A PD3.1快充輸出。

電源架構為PFC+降壓DC-DC+LLC+同步整流電路,輸出電壓由初級的DC-DC降壓電路進行調節,電源輸入端主動整流,DC-DC降壓和LLC控制均由ST意法半導體的MCU控制。

充電頭網通過拆解了解到,這款140W氮化鎵充電器保持蘋果一貫的高水準用料做工要求。采用PFC+同步降壓+LLC開關電源架構設計,為LLC固定變比,通過同步降壓調節輸出電壓。輸入端設有主動被動相結合的整流電路,控制器、MOS管大多為定制料號,來自意法、英飛凌、安森美、東芝等國際知名大廠。

電源初級采用一顆ST單片機控制,搭配兩路安森美驅動器進行降壓和LLC控制,此外還有兩顆氮化鎵功率管。日系紅寶石電解電容進行初級側濾波,次級側同步整流控制器和同步整流管均來自安森美,整體又是一款堆料十足的產品,可以說相當符合蘋果風格。

Baseus倍思

倍思140W三口氮化鎵充電器通體黑色,機身外殼以磨砂為主,同時上下邊緣亮面進行撞色點綴,避免單調,正面印有140W GaN字樣,表明這是一款140W氮化鎵充電器,非常直觀。

輸出端配備2C1A三個USB接口,均為橘紅色膠芯,接口旁還印有相應標識,方便區別使用。USB-C1口具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A六組固定電壓檔位,以及3.3-11V5A一組PPS電壓檔位。USB-C2口支持100W快充。

倍思140W氮化鎵充電器采用PFC+LLC+SR開關電源設計,PFC進行功率因數校正,LLC電源固定電壓輸出。140W USB-C接口通過升降壓電路調節輸出電壓,100W USB-C接口和USB-A接口通過兩路降壓電路輸出,實現三個接口的獨立快充。

充電頭網通過拆解了解到,這款充電器內部采用恩智浦TEA2016高集成電源芯片,PFC開關管采用納微NV6127氮化鎵功率芯片,LLC開關管采用華瑞微HRD65T180GE,固定電壓輸出。輸出采用一路升降壓電路和兩路同步降壓電路,用于三個接口的快充輸出。

140W輸出采用英集芯IP2736協議芯片搭配南芯SC8701同步升降壓控制器,兩路降壓采用智融SW3516H降壓芯片。PCBA模塊包裹黃銅散熱片進行散熱,并使用大面積導熱墊和導熱膠填充,加強散熱,降低溫升。

L Lab愛蘭博

L Lab愛蘭博140W氮化鎵充電器采用PC防火材質白色外殼,各面全部磨砂處理,可以有效抗指紋,機身通體白色顯得十分簡潔。機身正面印有140W PD3.0以及GaN USB-C PD Charger。

輸出端配備2C1A三個USB接口,均為黑色膠芯。兩個USB-C口均支持140W PD3.1快充,USB-A口支持18W快充。多口同時使用支持功率自動分配。

充電器中PCBA模塊采用多張PCB組合焊接,充分利用空間。其中上面一塊PCB用于LLC電源轉換,焊接控制器和LLC開關管。充電器采用PFC+LLC架構,固定輸出電壓,輸出電壓由協議芯片控制三路獨立的同步降壓轉換器調節輸出。充電器內置MPS二合一控制器,PFC開關管與LLC開關管均來自英諾賽科。

充電頭網通過拆解了解到,L Lab愛蘭博這款充電器采用多塊PCB組合焊接設計,一方面將發熱元件分散布置,避免局部積熱,另外一方面充分利用內部空間,減小大功率充電器的體積。充電器內部PCBA模塊采用散熱片包裹散熱,內部使用導熱墊填充,充分散熱。

電源內部采用MPS HR1211二合一控制器進行PFC+LLC控制。其中PFC運行在CCM模式下,升壓開關管采用英諾賽科INN650D150A,碳化硅二極管采用億源CDM0D04065N6。LLC開關管采用英諾賽科INN650DA260A。同步整流使用MPS MP6924A搭配恒泰柯HGN046NE6AL。

輸出降壓部分采用英集芯IP2738搭配兩顆芯潭微NDP1460QB組成,用于兩路USB-C接口輸出,USB-A接口采用英集芯IP6525S進行降壓。電源初級濾波電容來自永銘,輸出濾波電容來自云星。內部設計緊湊,做工扎實。

MOMAX摩米士

摩米士140W氮化鎵充電器在機身正面印有MOMAX品牌和GaN字樣,能讓用戶直觀了解到這是一款氮化鎵充電器。

充電器具備2C1A三個輸出接口,其中USB-C1接口支持28V5A 140W快充,USB-C2支持100W快充,支持功率自動分配。

摩米士這款140W氮化鎵充電器采用PFC+LLC開關電源架構設計,采用MPS電源方案,PFC升壓開關管和LLC開關管均采用納微氮化鎵功率芯片,碳化硅二極管來自平偉。輸出采用兩路英集芯協議芯片搭配南芯科技降壓控制器用于多口快充輸出。

充電頭網提供拆解發現,充電器內部灌膠處理,采用MPS HR1211二合一高集成主控搭配納微氮化鎵功率芯片,其中PFC采用NV6127,LLC采用NV6125,為固定電壓輸出,輸出通過兩路降壓電路進行降壓輸出。

輸出協議芯片采用英集芯IP2736和IP2726用于三口輸出,對應使用南芯科技SC8002同步降壓控制器進行降壓輸出。充電器內部采用軍康電解電容、江海、柏瑞凱固態電容進行輸入輸出濾波,整體做工用料扎實可靠。

錦鴻泰

錦鴻泰140W氮化鎵充電器采用PC防火材質白色外殼,表面啞光抗指紋,整體風格簡約。機身采用方塊造型設計,正面右下角印有產品英文名稱——140W GaN QUICK CHARGER。

輸出端配備2C1A三個USB接口,均為紅色膠芯。根據外殼標注信息,其中USB-C1為140W輸出,USB-C2支持100W快充,USB-A口支持30W快充。

錦鴻泰這款140W氮化鎵充電器采用PFC+LLC+SR開關電源架構設計,PFC進行功率因數校正,LLC電源輸出固定電壓。輸出通過兩路獨立的降壓電路,USB-C1口獨立,USB-C2口和USB-A口共用降壓電路,實現三個接口的獨立快充。

錦鴻泰這款氮化鎵充電器采用恩智浦TEA2016高集成電源芯片,用于PFC和LLC控制。PFC開關管和LLC開關管采均用芯干線XG6510B8氮化鎵器件,PFC整流管采用芯干線XD6504D碳化硅二極管。輸出采用兩路同步降壓電路,用于2C1A接口的快充輸出。

充電器輸出降壓方案來自英集芯,使用一顆IP2736對應USB-C1接口輸出,一顆IP2726用于USB-C2和USB-A接口輸出,協議芯片搭配采用兩路IP6550同步降壓控制器。PCBA模塊采用灌封工藝,提升導熱性能和耐候性。充電器采用小板組合焊接,內部結構設計緊湊,空間利用率很高。

Rewoda瑞嘉達

Rewoda瑞嘉達140W三口氮化鎵充電器采用PC阻燃材質白色外殼,表面啞光處理,輸入端平直切面設計可以很好貼合插座或墻插穩定使用,輸出端邊緣設計比較圓潤,插拔使用不硌手。

充電器共三個USB-C接口,均為黑色膠芯。其中USB-C1接口支持20W快充,可以為蘋果手機充電。USB-C2和USB-C3口均支持140W快充。

Rewoda瑞嘉達這款140W氮化鎵充電器采用PFC+LLC+SR開關電源架構設計,PFC進行功率因數校正,LLC電源輸出固定電壓。輸出通過三路獨立的降壓電路,USB-C1口獨立,USB-C2口和USB-C3均為獨立的降壓電路,實現三個接口的獨立快充。

充電頭網通過拆解了解到,這款充電器內部器件做了充分絕緣保護,覆蓋大面積黃銅散熱片以及灌膠幫助散熱。采用了MPS高集成HR1211+MP6924A電源方案,帶來了簡潔的電路設計布局,性能可靠同時又具成本優勢。

輸出端USB-C1口采用智融SW3526降壓輸出方案,兩個支持140W快充的USB-C口采用英集芯IP2738雙路協議芯片+IP6550同步降壓控制器組合的USB PD3.1快充方案,方案應用廣泛,整體可靠性好。

SHARGE閃極

閃極140W充電器主色調為橙紅色,機身采用方塊造型設計,尖銳棱角風格得到延續,獨特的幾何美學讓產品看上去更硬核。底部嵌有黑色亮面裝飾板,中心設計有SHARGEEK品牌logo。

輸出端配備2C1A三個USB接口,USB-C口為黑色膠芯,USB-A口為藍色膠芯。接口旁印有區別標識,方便用戶使用。根據外殼標注信息,其中USB-C1為140W輸出,USB-C2支持100W快充,USB-A口支持30W快充。

充電器內部PCBA模塊采用多塊小板焊接組成,充電器內部芯片絲印均被打磨。但根據電路設計,依然能看得出充電器采用了PFC+LLC開關電源架構設計,使用一顆二合一控制器和同步整流。輸出通過兩路降壓電路進行三個接口的快充輸出。

充電頭網通過拆解了解到,充電器內部灌膠處理,對于這么大功率充電器來說,可以保證其優秀的散熱性能以及長時間穩定工作。作為一款氮化鎵充電器,氮化鎵器件采用業內知名廠商納微半導體的NV6127和NV6125,采用軍康電解電容、江海、柏瑞凱固態電容進行輸入輸出濾波,整體做工用料扎實可靠。

UGREEN綠聯

綠聯140W氮化鎵充電器采用方塊造型設計,邊緣過渡圓潤,外殼表面噴刷綠色涂料,上手手感好。機身正面上方貼有一塊裝飾板,金屬網加熱管的外觀設計充滿科技感,右下角印有UGREEN品牌。

另一端配有2C1A三個USB接口,分別采用紫色和黑色膠芯,接口旁印有區別標識,兩個USB-C接口均可用來充筆電、手機等設備。USB-C1接口支持140W快充,USB-C2支持100W快充。

綠聯這款140W充電器采用PFC+LLC+SR開關電源架構設計,PFC進行功率因數校正,LLC電源輸出固定電壓,輸出采用同步整流,輸出固定電壓為三路二次降壓電路供電,實現各個接口的獨立快充。

充電頭網通過拆解了解到,綠聯這款140W充電器采用PFC+LLC+DC-DC的架構設計,PFC使用兩顆納微的氮化鎵功率芯片配合美浦森碳化硅二極管整流,LLC采用兩顆維安的MOS管組成半橋。輸出使用兩顆平偉的低壓MOS管用于同步整流,電源初級主控芯片和同步整流控制器均來自NXP恩智浦。

開關電源采用固定電壓輸出,輸出采用二次降壓電路,由英集芯IP2736和IP2738協議芯片控制三路IP6550同步降壓控制器進行降壓輸出,滿足三路獨立的快充輸出。充電器內部電容來自豐賓和綠寶石,輸出全部使用固態電容,紋波更低,壽命更長。

充電頭網總結

通過對以上9款支持PD3.1的充電器拆解,首先一個共同點,是充電器內部都使用了氮化鎵器件,應用在開關電源初級。根據充電器輸出口的多少,單輸出口充電器均為寬范圍電壓輸出,而多口充電器則均采用高效LLC架構進行固定電壓輸出,搭配降壓電路實現多個接口的快充輸出。

其中安克和蘋果氮化鎵充電器為單口設計,安克采用HFB混合反激技術,蘋果則通過降壓電路為LLC電路調壓供電。更高的輸出功率,對效率的追求也更高,沒有看到傳統的單管反激電路。而多口充電器的協議方案全部來自英集芯,搭配同步降壓電路,實現不同的電壓輸出。

由于功率的提升,對充電器內部的散熱帶來了更高的要求,拆解的多款充電器全部采用灌封或者包裹黃銅散熱片的設計,增大散熱面積,降低溫升。還采用多塊PCB的堆疊設計,充分利用空間,減小體積。PD3.1新標準的推出,對充電器廠商的實力是一種檢驗,能夠在早期就推出產品的廠商,也擁有較雄厚的技術實力。