前言

充電頭網拿到了瑞吉達推出的一款100W氮化鎵充電器,這款充電器采用歐規插腳,支持全球寬電壓輸入。具備2C1A輸出接口,其中兩個接口均支持100W快充,并支持功率盲插。USB-A接口支持60W快充,USB-C接口支持功率自動分配,能夠滿足筆記本電腦,平板電腦和手機快充需求。下面就對這款充電器進行拆解,看看內部的用料和設計。

瑞吉達100W氮化鎵充電器外觀

充電器采用PC防火材質白色外殼,主體為方塊造型,配備歐規插腳靠一側布局,主體的樣式比較獨特。

充電器整體十分簡潔方便用戶進行差異化定制。

機身僅一側印有規格參數信息。

充電器參數特寫

型號:GaN-010C

輸入:100-240V-50/60Hz 2A

輸出:100W Max

USB-C1/C2:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A

USB-A:5/9/12/20V=3A

USB-C1+USB-C2:65W+35W

(5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A)+(5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2.33A、20V1.75A)

USB-C1+USB-A:65W+30W

(5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A)+(5V3A、9V3A、12V2.5A、20V1.5A)

USB-C2+USB-A:24W(5V4.8A)

USB-C1+(USB-C2+USB-A):65W+24W

制造商:深圳市瑞吉達科技有限公司

充電器通過了CE認證。

輸出端配備2C1A三個USB接口,膠芯均為藍色。

實測充電器機身高度為68.28mm。

寬度為66.35mm。

厚度為32.19mm。

和蘋果96W充電器對比,瑞吉達這款要小一點。

充電器拿在手上的大小直觀感受。

另外測得充電器凈重約為222g。

使用ChargerLAB POWER-Z KM003C測得USB-C1口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0/5、SFCP、PE2.0、PD3.0、PPS、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充電協議。

PDO報文顯示USB-C1口還具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五組固定電壓檔位,以及3.3-11V5A、3.3-21V5A兩組PPS電壓檔位。

測得USB-C2口兼容協議和USB-C1口的一樣。

此外PDO報文也一樣,兩個USB-C口單口輸出性能完全一樣,支持功率盲插。

最后測得USB-A口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、SFCP、PE2.0、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充電協議。

瑞吉達100W氮化鎵充電器拆解

看完了瑞吉達這款充電器的外觀和測試,下面就進行拆解,看看內部的方案設計。

沿外殼接縫拆開充電器外殼,殼體內部為PCBA模塊,對應外殼之間涂膠散熱。

殼體內部導熱膠印有PCBA模塊器件形狀。

PCBA模塊正面涂有導熱膠進行填充散熱。

插腳通過導線焊接連接。

正面殼體內部也涂有導熱膠。

清理掉PCBA模塊正面的導熱膠,使用游標卡尺測得PCBA模塊長度約為61.2mm。

PCBA模塊寬度約為60mm。

PCBA模塊厚度約為24mm。

PCBA模塊正面一覽,右上角為交流輸入端,還預留了折疊插腳的位置。輸入端焊接保險絲,共模電感,安規X2電容和濾波電感。左側焊接濾波電感和濾波電容,右側為整流橋,下方為PFC升壓電感。

在PFC電感下方是高壓濾波電容,外套黃色膠套絕緣,右側為變壓器,底部為降壓輸出小板。

背面焊接PFC控制器,氮化鎵開關管和碳化硅二極管,還焊接氮化鎵控制器和氮化鎵開關管用于開關電源。次級焊接同步整流控制器和同步整流管,右下角還焊接反饋光耦和貼片Y電容。

通過對PCBA模塊的觀察發現,瑞吉達這款100W氮化鎵充電器采用反激開關電源設計,搭配同步整流,固定電壓輸出。輸出采用兩路獨立的同步降壓電路,實現三口快充輸入以及功率自動分配功能。下面我們就從輸入端開始了解整個充電器的設計和用料。

PCBA模塊輸入端一覽,焊接保險絲,共模電感,安規X2電容,整流橋,濾波電感和濾波電容。

輸入端保險絲規格為5A 250V。

共模電感采用漆包線和絕緣線繞制。

安規X2電容來自東莞成希,規格為0.47μF。

第二級共模電感采用綠色磁環繞制。

磁環濾波電感特寫。

整流橋來自沃爾德,型號RBU1506L,規格為15A 600V,是一顆低VF整流橋。

側面焊接薄膜濾波電容,濾波電感,PFC升壓電感和高壓濾波電容,右側為降壓小板。

兩顆薄膜濾波電容規格為0.47μF 500V。

磁環濾波電感特寫。

PFC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升壓開關管來自英諾賽科,型號為INN650D150A,是一顆耐壓650V的氮化鎵高壓單管,瞬態耐壓750V,導阻150mΩ,采用DFN8*8封裝。INN650D150A支持超高開關頻率,無反向恢復電荷,具有極低的柵極電荷和輸出電荷,符合JEDEC標準的工業應用要求,內置ESD保護,符合RoHS、無鉛、歐盟REACH法規。

INN650D150A支持AC-DC,DC-DC轉換器應用,支持圖騰柱PFC應用,支持電池快充,高功率密度和高能效轉換應用。

三顆并聯的330mΩ電阻用于檢測PFC開關管電流。

PFC升壓電感特寫。

PFC整流管來自英嘉通,型號IGC04065D,是一顆耐壓650V的碳化硅二極管。

高壓濾波電容外套絕緣膠套。

高壓濾波電容來自JSH萬京源,規格為420V 82μF。

初級主控芯片來自智融,型號為SW1106,是一顆支持增強型氮化鎵開關管直驅的高頻反激準諧振控制器,芯片內部集成700V高壓啟動電路和X電容放電功能。芯片內部集成氮化鎵驅動器,驅動電壓為6V,可直接驅動增強型氮化鎵開關管。

SW1106運行在帶谷底鎖定的谷底開啟工作模式,并集成頻率抖動功能以優化EMI性能,支持突發模式。供電采用雙VDD供電設計,在輸出電壓USB PD寬輸出場合降低控制器的功率損耗。

SW1106內部集成輸入電壓保護,供電過壓保護,輸出過壓保護,逐周期電流限制,過載保護,輸出過流保護,電流取樣電阻開路和短路保護,芯片內置過熱保護,支持外接熱敏電阻進行器件過熱保護,保護功能全面。

智融SW1106采用SSOP10封裝,支持氮化鎵快充,充電器以及開關電源應用,這顆初級控制器的推出,一方面實現了氮化鎵控制器的國產化替代,另外一方面也豐富了智融在快充電源的產品線。

氮化鎵開關管采用英諾賽科INN650D190A,是一顆耐壓為650V的增強型氮化鎵高壓單管,導阻為190mΩ,采用DFN8*8封裝。支持超高開關頻率,無反向恢復電荷,具有極低的柵極電荷和輸出電荷,符合JEDEC標準的工業應用要求,內置ESD保護,符合RoHS、無鉛、歐盟REACH法規。

英諾賽科 INN650D190A 資料信息。

變壓器采用膠帶嚴密纏繞絕緣。

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TMY1102M。

另一顆貼片Y電容料號為TMY1471K。

奧倫德 OR1009光耦用于輸出反饋電壓反饋和PFC控制。

另一顆OR 1009光耦特寫。

同步整流控制器采用智融SW1608,這是一款針對離線式反激變換器的副邊同步整流管(MOSFET)驅動的高性能控制器,采用SOT23-6封裝,其支持6V或者9V VCC供電,并且VCC具有自供電功能,無需輔助繞組供電并支持寬輸出電壓范圍, 配合 MOSFET 使用替代肖特基整流二極管,可以顯著提高系統效率。

SW1608支持600KHz工作頻率,并支持 High Side/Low Side 多種應用場景,支持 CCM/QR/DCM 多種工作模式。此外其內部集成智能導通檢測功能,可以有效防止 DCM 振鈴引起的誤導通;芯片還具有超低關斷傳輸延遲時間和強下拉電流能力,可以顯著降低整流管的電壓應力。

同步整流管來自恒成微,型號HC80T120Q,是一顆耐壓100V的NMOS,采用PDFN5*6封裝。

輸出濾波電容來自JSH萬京源,規格為820μF 25V。

輸出端焊接降壓輸出小板,小板上焊接降壓電感和濾波電容等元件。

小板前面焊接一顆固態電容,規格為330μF 25V。

降壓輸出小板正面焊接USB-C和USB-A母座,同步降壓開關管,兩顆降壓電感和輸出濾波電容,還焊接一顆用于功率自動控制的MCU。

背面焊接兩顆降壓芯片和對應的VBUS開關管,USB-C和USB-A母座采用過孔焊接固定。

用于USB-C1接口的降壓芯片來自智融科技,型號SW3516P,是一款高集成度的多快充協議雙口充電芯片,支持A+C口任意口快充輸出,支持雙口獨立限流,參數和規格均與智融SW3516H相同。

SW3516P集成了5A 高效率同步降壓變換器。支持PPS/PD/QC/AFC/FCP/SCP/PE/SFCP等多種快充協議,最大輸出PD 100W,CC/CV模式,以及雙口管理邏輯。外圍只需少量的器件,即可組成完整的高性能多快充協議雙口充電解決方案。

智融 SW3516P 詳細資料。

對應使用的同步降壓管來自智融科技,型號SWT40N45。

降壓電感使用白色熱縮管包裹絕緣。

輸出濾波電容規格為220μF 25V。

另一路輸出同樣采用智融科技SW3516P降壓控制器。

降壓開關管同樣采用SWT40N45。

降壓電感外套白色熱縮管絕緣。

濾波固態電容規格為220μF 25V。

輸出VBUS開關管也采用SWT40N45。

另一顆VBUS開關管型號相同,兩顆開關管對應USB-C2和USB-A接口。

一顆無標MCU用于輸出功率分配控制。

USB-C母座過孔焊接固定,藍色膠芯不露銅。

USB-A母座正負極加寬支持大電流快充。

全部拆解一覽,來張全家福。

充電頭網拆解總結

瑞吉達推出的這一款氮化鎵充電器采用方形機身設計,配有歐規固定插腳。充電器具備2C1A三個接口,三個接口均支持快充。其中兩個USB-C接口支持100W PD快充,USB-A口支持60W快充輸出,支持功率自動分配功能。充電器快充協議支持全面,滿足筆記本電腦與手機等設備同時快充需求。

充電頭網通過拆解了解到,這款氮化鎵充電器內部采用兩塊PCB焊接組成,正反面打膠填充,增強散熱能力。這款充電器基于智融SW1106P+SW1608氮化鎵快充電源方案設計,內置英諾賽科INN650D150A和INN650D190A氮化鎵開關管。輸出兩路DC-DC二次降壓電路主控芯片采用智融SW3516P。

這款充電器內部的同步降壓管、氮化鎵主控芯片,同步整流芯片以及輸出降壓主控芯片均來自智融科技,實現了一站式多口大功率PD快充的芯片供應。