前言
今翔科技是一家知名的快充代工廠商,支持移動電源,充電器、逆變儲能等產品的研發與生產。這次充電頭網拿到了今翔推出的一款3C1A氮化鎵充電器,這款充電器具備140W總輸出功率,并支持功率智能分配,單個充電器能夠滿足筆記本電腦,手機等日常辦公電器用電需求。
這款140W氮化鎵充電器采用柱狀切面外殼,配合折疊插腳設計,便于攜帶和收納。充電器采用黑色外殼,便于印刷品牌信息。下面就對今翔這款140W 3C1A充電器進行拆解,看看內部的設計和用料。
今翔140W氮化鎵充電器外觀

充電器采用PC防火材質黑色外殼,表面磨砂工藝處理抗指紋,機身通體黑色設計簡約,方便客戶進行差異化定制。

輸入端外殼印有產品詳細規格參數
型號:C1140
輸入:100-240V~50/60Hz 2.5A MAX
輸出:
USB-C1:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A(140W MAX)
USB-C2:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A(100W MAX)
USB-C3:5V3A、9V3A、12V2.91A、15V2.33A、20V1.75A(35W MAX)
USB-A:5V3A、9V2.66A、12V2A、20V1.2A(24W MAX)
USB-C1+USB-C2+USB-C3+USB-A:65W+45W+10.5W+10.5W
制造商:深圳今翔科技有限公司
充電器通過了FCC認證。

充電器配備可折疊美規插腳,攜帶方便。

輸出端配備3C1A四個USB接口,接口區域外殼還內凹設計,增加辨識度。

實測充電器機身長度為75.36mm。

寬度為77.26mm。

厚度為31.91mm。

和蘋果140W氮化鎵充電器對比,今翔這款在配置四個USB-C接口的情況下,體積仍要小一些。

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305g。

使用ChargerLAB POWER-Z KM003C測得USB-C1口支持UFCS、QC3+/5、SFCP、PD3.1、PPS、DCP、SAM 5V2A、Apple2.4A充電協議。

PDO報文顯示USB-C1口還具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A六組固定電壓檔位,3.3-21V5A一組PPS電壓檔位以及15-28V AVS電壓檔位。

測得UFCS融合快充具備5.5-11V3A一組電壓檔位。

測得USB-C2口支持FCP、SCP、AFC、QC3+/5、SFCP、PD3.0、PPS、DCP、SAM 5V2A、Apple2.4A充電協議。

此外具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五組固定電壓檔位,以及3.3-21V5A一組PPS電壓檔位。

測得USB-C3口同樣支持FCP、SCP、AFC、QC3.0/4+、SFCP、PD3.0、PPS、DCP、SAM 5V2A、Apple2.4A充電協議。

PDO報文顯示USB-C3口具備5V3A、9V3A、12V2.92A、15V2.33A、20V1.75A五組固定電壓檔位,以及3.3-11V3A一組PPS電壓檔位。

最后測得USB-A口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、SFCP、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充電協議。
今翔140W氮化鎵充電器拆解
看完了今翔140W氮化鎵充電器的開箱和測試,下面就進行拆解,一起來看看內部的設計和用料。

沿外殼接縫拆開充電器外殼,內部PCBA模塊通過導線連接折疊插腳供電。

內部PCBA模塊通過卡槽固定。

切開塑料外殼,取出內部PCBA模塊。

PCBA模塊表面覆蓋黃銅散熱片,散熱片與元件之間通過黑色麥拉片絕緣。

PCBA模塊背面也覆蓋黃銅散熱片,通過麥拉片絕緣。

使用游標卡尺測得PCBA模塊長度約為71.8mm。

PCBA模塊寬度約為69.8mm。

PCBA模塊厚度約為27.3mm。

拆下PCBA模塊正面的散熱片,在散熱片內部涂膠導熱。

PCBA模塊背面的散熱片也涂膠導熱。

PCBA模塊變壓器和其他元件之間涂膠填充,增強散熱性能。

次級降壓小板和變壓器之間設有麥拉片絕緣。

PCBA模塊背面開槽插入麥拉片絕緣,并打膠增強散熱性能。

清理掉PCBA模塊正反面的膠水,正面一覽,在左側為交流輸入端,焊接保險絲,共模電感,安規X2電容,整流橋,薄膜濾波電容和濾波電感。下方焊接PFC升壓電感,上方焊接濾波電容,頂部焊接LLC變壓器。
在變壓器左側焊接諧振電容和諧振電感,右側焊接濾波固態電容,下方焊接輸出小板和濾波電容,在輸出小板上焊接協議芯片,小板左側焊接降壓電感。

PCBA模塊背面一覽,上方焊接PFC開關管和PFC整流管,下方焊接一顆二合一控制器,底部焊接半橋開關管,貼片Y電容,右下角焊接同步整流控制器和兩顆同步整流管。右側上方焊接降壓MOS管。
通過對PCBA模塊正反面的觀察發現,今翔這款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開關電源同步整流,固定電壓輸出,輸出通過三路獨立的同步降壓電路,實現四口快充輸出和功率自動分配功能。下面我們就從輸入端開始了解各個器件的信息。

PCBA模塊輸入端焊接一塊小板,右側焊接安規X2電容和共模電感,左側焊接諧振電感和諧振電容。

取下小板,小板正面焊接保險絲,共模電感和安規X2電容。

小板背面沒有焊接元件。

輸入端保險絲來自誠潤電子,為SET系列,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0.22μF。

另一顆安規電容型號相同。

PCBA模塊側面焊接共模電感,整流橋,薄膜濾波電容,PFC升壓電感和降壓電感。

第二顆共模電感采用扁銅線繞制。

整流橋來自平偉,型號GBU1510,規格為15A 1000V。

兩顆薄膜濾波電容來自東莞成希,規格為1μF450V。

磁環濾波電感特寫。

NTC熱敏電阻絲印1.5D-7,用于抑制上電的浪涌電流。

電源主控芯片來自MPS芯源半導體,型號HR1270,是一顆集成了PFC和LLC的二合一控制器,將傳統方案中需要2-3顆芯片才能實現的功能集成在一顆芯片內部,是HR1211的后續升級型號。

為主控芯片供電的濾波電容來自藍寶石,規格為100μF25V。

另一顆固態電容規格為100μF35V。

PFC開關管來自英諾賽科,型號INN700D140C,是一顆耐壓700V的增強型氮化鎵單管,器件在原有650V耐壓基礎上升級至700V,瞬態耐壓為800V。器件導阻為106mΩ,支持更高功率應用。
INN700D140C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,適用于AC-DC轉換,DC-DC轉換等高能效高密度應用。采用DFN8*8封裝。

英諾賽科 INN700D140C 資料信息。
充電頭網拆解了解到,英諾賽科氮化鎵芯片目前已被三星,OPPO,VIVO,聯想,雅迪,LG,華碩,安克,努比亞,倍思,綠聯,閃極等多家知名品牌和廠商所采用,出貨量突破4億顆。

50mΩ取樣電阻用于檢測PFC開關管電流。

PFC升壓電感采用ATQ2516磁芯繞制,嚴密纏繞膠帶絕緣。

PFC整流管來自森國科,是一顆碳化硅二極管,型號KS06065-D,規格為650V 6A,采用PDFN5*6封裝。

四顆濾波電容焊接在垂直小板上。

小板背面沒有焊接元件。

高壓濾波電容來自綠寶石,規格為420μF22μF。

單獨焊接一顆濾波電容,總濾波電容規格為110μF。

LLC開關管來自亞成微,型號RMK65R280SN,NMOS,耐壓650V,導阻280mΩ,采用DFN8*8封裝,兩顆組成半橋。

亞成微 RMK65R280SN 資料信息。

諧振電容來自東莞成希,MMKP82系列,規格為0.033μF630V。

PCBA模塊側面焊接濾波固態電容,變壓器和諧振電感。

諧振電感采用ED1512磁芯繞制。

變壓器采用ATQ2716磁芯繞制,嚴密纏繞膠帶絕緣。

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。
特銳祥專注于被動元器件的研發、生產及銷售,注冊資本1億元。旗下有自主電容品牌兩類:SMD TRX及DIP TY電容器,TRX將致力于陶瓷材料的研究,以拓展更多品類的應用,為客戶提供更多的解決方案。

充電頭網了解到,特銳祥貼片Y電容除了被麥多多100W氮化鎵、OPPO 65W超級閃充氮化鎵充電器、聯想90W氮化鎵快充、努比亞65W氮化鎵充電器、倍思120W氮化鎵+碳化硅PD快充充電器等數十款大功率充電器使用外,還應用于海陸通、第一衛、貝爾金等品牌20W迷你快充上,性能獲得客戶一致認可。

另一顆貼片Y電容料號為TMY1471K。

億光 EL1018光耦用于輸出電壓反饋。

輸出同步整流芯片來自MPS,型號MP6924A,是一顆LLC同步整流控制器,MP6924A內部集成了兩個同步整流控制器,分別用于LLC兩個次級線圈輸出的整流應用,適用于LLC轉換器同步整流應用。可以節省一顆控制器,精簡次級電路設計,并具有更強的抗干擾度和快速關斷功能,可兼容CCM/DCM模式。同時支持4.2-35V寬范圍工作電壓,可以適用于USB PD3.1快充140W電源設計。

同步整流管來自真茂佳,型號ZMS040N10N,NMOS,耐壓100V,導阻4mΩ,采用DFN5*6封裝。

側面焊接降壓輸出小板和濾波固態電容。

輸出濾波電容來自綠寶石,BD系列固態電容,規格為820μF35V。

四顆濾波電容規格為220μF35V。

濾波電感外套熱縮管絕緣。

輸出降壓小板特寫,正面焊接USB-C和USB-A母座,降壓芯片和VBUS開關管。

背面焊接兩顆降壓芯片。

充電器USB-C1接口使用智融SW3566H降壓控制器,這顆芯片是一款高集成度的多快充協議雙口充電SOC芯片,支持USB-C和USB-A接口充電,并支持雙口獨立限流。芯片內部集成了高效率同步降壓轉換器,支持20V7A和28V5A輸出,支持PD3.1/QC/SCP/UFCS等快充協議,支持快充協議定制,最大支持140W輸出功率。

SW3566H集成了CC/CV模式,雙口管理邏輯和母線電壓檢測,搭配對應的降壓開關管和VBUS開關管即可實現雙口降壓輸出。芯片內置的降壓轉換器工作頻率為180KHz,支持PWM和PFM工作模式。輸出電流,線損補償等保護閾值均可通過I2C接口進行設定,內置的ADC可實現輸入輸出電壓,輸出電流,芯片溫度等9個通道的數據采樣,支持外接MCU進行參數顯示。
SW3566H支持36V輸入電壓,最高輸出電流7A,芯片內置軟啟動,輸入過壓/欠壓保護,輸出過壓/欠壓保護,輸出過流/短路保護,DP/DM/CC過壓保護,芯片過熱保護和外接NTC熱敏電阻保護,以及限功率保護。芯片采用QFN4*4-32封裝。
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NTC熱敏電阻用于檢測充電器內部溫度,進行過熱保護。

兩顆同步降壓開關管絲印M5751N。

VBUS開關管絲印SWT40N45,來自智融科技。

USB-C2接口使用智融SW3536芯片降壓輸出。SW3536是一款高集成度的多快充協議雙口充電芯片,支持USB-A+USB-C雙口快充輸出,支持雙口獨立限流。內部集成了7A高效率同步降壓變換器,支持PPS/PD/QC/AFC/FCP/SCP/PE/SFCP/TFCP等多種快充協議,最大支持140W輸出功率。
SW3536集成CC/CV模式,雙口管理邏輯以及雙芯片動態功率分配,外圍元件精簡,是一顆完整的高性能多快充協議雙口充電解決方案。SW3536支持36V輸入電壓,滿足12-24V輸入車充應用,適用于快充適配器,插排以及車充應用。

智融科技 SW3536 資料信息。

兩顆同步降壓開關管絲印SWT40N45。

VBUS開關管來自芯控源,型號AGM303AP,NMOS,耐壓30V,導阻2.8mΩ。

對應USB-C1和USB-C2的降壓電感特寫。

USB-C3和USB-A口的降壓芯片來自智融,型號SW3517S,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。其集成了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(20V5A),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。

智融科技 SW3517S 資料信息。

USB-C3和USB-A接口的降壓電感特寫。

輸出濾波電容規格為220μF25V。

VBUS開關管來自砹德曼,型號AD30K35D3,是一顆耐壓30V的雙NMOS,導阻為9.4mΩ,采用PDFN3030封裝。

USB-C母座采用過孔焊接固定,黑色膠芯不露銅。

USB-A母座采用橙色膠芯,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
今翔科技這款140W氮化鎵充電器采用折疊插腳設計,便于攜帶和收納。充電器具備3C1A接口,USB-C1接口支持140W快充輸出,并支持33W UFCS融合快充,USB-C2接口支持100W快充輸出,USB-C3和USB-A口也支持快充輸出,并且支持功率自動分配。
充電頭網通過拆解了解到,今翔科技這款氮化鎵充電器采用PFC+LLC+SR架構設計,采用芯源半導體二合一電源芯片HR1270,PFC開關管采用英諾賽科INN700D140C氮化鎵開關管,PFC整流管采用森國科KS06065D碳化硅二極管,LLC開關管采用亞成微RMK65R280SN超結NMOS管。
輸出采用三路獨立的同步降壓電路,其中USB-C1接口采用智融SW3566H進行140W輸出,USB-C2接口采用SW3536進行100W輸出,USB-C3和USB-A口采用SW3517S進行降壓輸出。內部高壓電容和濾波固態電容均來自綠寶石,PCBA模塊正反面均覆蓋黃銅散熱片增強散熱,內部結構緊湊,用料扎實。


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