前言

充電頭網拿到了KOVOL科沃的一款PD3.1氮化鎵充電器,這款充電器采用白色機身,配有折疊美規插腳,便于日常攜帶和收納。充電器配有雙USB-C接口,均支持140W PD3.1快充,并支持功率自動分配。

充電器機身側面設有LED指示燈,用于指示電源狀態。充電器內部還使用了氮化鎵和碳化硅第三代半導體器件,提高效率,降低發熱并減小體積。接下來就帶來科沃這款140W氮化鎵雙USB-C口充電器的拆解,一起看看內部的用料和做工。

科沃140W氮化鎵充電器開箱

包裝盒正面印有KOVOL品牌、產品名稱、外觀、140W以及下方四大賣點標識。

背面印有產品賣點、參數以及認證等信息。

包裝盒上參數特寫,下面到產品實物展示環節再介紹。

打開包裝取出充電器。

科沃140W雙USB-C氮化鎵充電器外觀設計與此前拆解的1A1C版本的相似,機身表面也是細紋磨砂處理,此外大小相當。

機身正面中心印有KOVOL品牌。

側面印有充電器參數。

產品參數特寫

型號:P66-2C-140W-UK

輸入:100-240V~ 50/60Hz 2.0A Max

輸出:

USB-C1/C2:5V3A、9V3A、12V3A、15V5A、20.5V5A、28V5A

PPS:3.3-21V3A

USB-C1+USB-C2:92.4W+42W

92.4W:5.2V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20.3V3.3A、28V3.3A

PPS:3.3-21V3A

42W:5.2V3A、9V3A、12V3A、15V2A、20V1.5A、28V1.5A

PPS:3.3-11V3A

充電器通過了CE、UKCA認證,以及VI級能效認證。

輸入端配備可折疊美規插腳,收納自如方便攜帶。

另一端配置雙USB-C接口以及指示燈環,接口膠芯均為綠色。

實測充電器機身長度為87.43mm。

寬度為69.06mm。

厚度為32.63mm。

和蘋果140W充電器對比,科沃140W氮化鎵充電器要小一點。

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305g。

通電狀態下,指示燈圈亮藍色光。

使用ChargerLAB POWER-Z KM003C測得USB-C1口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0/5、PE2.0、PD3.1、PPS、DCP、Apple 2.4A充電協議。

PDO報文顯示USB-C口具備5V3A、9V3A、12V3A、15V5A、20V5A、28V5A六組固定電壓檔位,以及3.3-21V3A一組PPS電壓檔位。

測得USB-C2口兼容協議和USB-C1口的相同。

此外PDO報文也一樣,兩個USB-C口單口輸出性能一樣,支持功率盲插,日常使用方便。

科沃140W氮化鎵充電器拆解

看完了科沃這款氮化鎵充電器的外觀和測試,下面就進行拆解,一起來看看內部的用料和做工。

首先沿殼體接縫拆開充電器外殼,內部PCBA模塊粘貼導熱墊。

導熱墊涂有膠水固定。

PCBA模塊兩面均覆蓋粉色導熱墊,并打膠固定。

PCBA模塊通過導線焊接連接到折疊插腳。

在PCBA模塊正反面設有散熱銅片和導熱墊加強散熱。

使用游標卡尺測得PCBA模塊長度約為80.9mm。

PCBA模塊寬度約為62.6mm。

PCBA模塊厚度約為26.8mm。

拆下PCBA模塊正反面的散熱片,對應發熱元件打膠通過散熱片散熱。

其中正面元件之間空隙全部被導熱膠填充,起到加固和散熱作用。

背面氮化鎵開關管,PFC開關管,同步整流管均打膠加強散熱。

PCBA模塊正面一覽,頂部焊接輸入保險絲,向左焊接共模電感,安規X2電容,共模電感,整流橋。下方焊接NTC熱敏電阻和PFC升壓電感。保險絲下方焊接高壓濾波電容,右側焊接諧振電容,諧振電感和開關變壓器。右下角焊接輸出濾波電容,向左焊接濾波電感和兩塊降壓小板。

PCBA模塊背面左上角焊接兩顆氮化鎵功率芯片用于PFC開關管,中間焊接反饋光耦和貼片Y電容,右側焊接兩顆LLC開關管,同步整流控制器和同步整流管。

通過對PCBA模塊的觀察發現,科沃這款140W氮化鎵快充采用PFC+LLC+SR的高效諧振電源架構,固定電壓輸出。輸出為降壓小板供電,通過兩路獨立的同步降壓電路,實現兩個USB-C接口的快充輸出。下面我們就從輸入端開始了解各個器件的信息。

PCBA模塊側面一覽,左側焊接LLC變壓器,中間位置焊接保險絲,共模電感,安規X2電容,共模電感和整流橋。

輸入端保險絲來自誠潤,規格為5A 250V。

壓敏電阻型號HTE10D561K,用于抑制輸入浪涌。

共模電感采用漆包線和絕緣線繞制。

安規X2電容來自WQC威慶電子。容量為0.47μF。

第二級共模電感采用扁銅線繞制。

PCBA模塊側面焊接整流橋,薄膜濾波電容和PFC升壓電感。

整流橋來自平偉,型號GBU1510,規格為15A 1000V。

兩顆薄膜電容規格為0.47μF450V。

濾波電感采用磁環繞制,外套熱縮管絕緣。

NTC熱敏電阻用于抑制電容充電的浪涌電流。

充電器初級PWM主控芯片采用NXP恩智浦TEA2016AAT,一顆芯片內置LLC控制器和PFC控制器,內置數字架構控制,簡化了設計的同時減少外圍元件數量,芯片內置多重完善的保護功能,集成度非常高。

為主控芯片供電的濾波電容來自華威,規格為22μF50V。

氮化鎵功率開關管采用納微NV6125,其內置驅動器,無需外置驅動器,175mΩ導阻,耐壓650V,支持2MHz開關頻率,采用散熱增強的QFN6*8mm封裝,適用于升壓,降壓,半橋,全橋開關電源等諸多應用場合。

兩顆90mΩ取樣電阻用于檢測開關管電流。

PFC升壓電感采用RM10骨架,磁芯采用膠帶嚴密纏繞絕緣。

PFC整流管來自美浦森,型號為MSM06065G1,是一顆650V耐壓,150℃連續正向電流6A的碳化硅二極管,采用DFN5*6封裝,超薄封裝節省體積,適用于高功率密度的大功率氮化鎵快充應用。

高壓濾波電容來自華威,規格為100μF450V。

兩顆LLC開關管來自維安,型號WMZ26N65C4,NMOS,耐壓650V,導阻160mΩ,采用DFN8*8封裝。

PCBA模塊另一面焊接諧振電感,變壓器和濾波電容,變壓器底部打膠固定。

諧振電感特寫,磁芯纏繞膠帶絕緣。

諧振電容來自威迪電子,規格為0.033μF630V。

LLC變壓器采用ATQ2516骨架,磁芯采用膠帶嚴密纏繞絕緣。

兩顆貼片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電容型號相同。

億光 EL1018光耦用于輸出電壓反饋。

同步整流控制器來自NXP恩智浦,型號為TEA1995,其內置兩個獨立的同步整流驅動器用于LLC架構開關電源的同步整流,外圍元件精簡,支持38V工作電壓,能夠滿足USB PD3.1的28V輸出。

同步整流管來自恒泰柯,型號HGN052N10SL,NMOS,耐壓100V,導阻4.6mΩ,采用DFN5*6封裝。

輸出端焊接兩塊降壓小板,濾波電感和濾波固態電容。

輸出濾波電容來自柏瑞凱,為RT系列超高紋波電流固態電容,規格為680μF35V。

充電頭網拆解了解到,柏瑞凱的產品廣泛應用于充電器、車充、無線充、移動電源、儲能電源等領域,并被華為OPPO、vivo、小米榮耀、三星、聯想、傳音、紫米努比亞公牛ANKER等知名品牌的多款產品采用,產品獲得市場的高度認可

輸出濾波電感采用磁環繞制,底部膠水固定電木板絕緣。

由于充電器兩個輸出接口規格完全相同,兩塊USB-C小板用料也完全相同,這里選擇一塊小板進行介紹。

USB-C接口降壓小板正面一覽,焊接降壓電感,降壓開關管,協議芯片,同步降壓控制器和輸出濾波電容。

背面焊接VBUS開關管,電流取樣電阻和USB-C母座。

USB-C接口協議芯片采用英集芯IP2736,芯片內部集成電壓基準,集成可編程的電壓/電流環路控制,芯片內部集成低端電流檢測,輸出支持線損補償。支持電源適配器應用的光耦反饋,支持通過I2C和FB控制的DC-DC改變輸出電壓,支持車充、儲能電源、充電器、移動電源、電動工具等應用。

得益于多種反饋形式的支持,IP2736可與QR、ACF、LLC等電路架構的開關電源搭配用于PD快充,也可以與升降壓電路搭配用于大功率快充車充和移動電源等應用。

英集芯 IP2736 詳細資料。

用于USB-C接口降壓輸出的控制器來自南芯科技,型號SC8002,是一款同步降壓控制器,可配置為雙輸出或單輸出。SC8002 通過設置分壓電阻將輸出電壓調節到一個5V或其他電壓。還提供了高精度的輸出限流。當兩個輸出通道中的任何一個達到設定的電流限流時,SC8002 進入恒流(CC)模式。總輸出功率可由電阻設置,便于恒功率控制。

SC8002 可對頻率設置并選擇 PWM 或 PFM 工作模式。通過最小的 BOM,可以為用戶的不同應用實現最大的功能。SC8002 還支持全功能保護,包括欠壓保護、過壓保護、短路保護和自動重啟、過溫保護。SC8002 主要應用于車載充電器,多組接口適配器,Hub ,工業電壓轉換等。

充電頭網通過拆解了解到,南芯科技 SC8002還被vivo X Fold原裝80W雙C口氮化鎵閃充阿卡西斯300W便攜式儲能電源科訊65W 1A1C氮化鎵快充Aukey 100W氮化鎵快充摩米士65W 2C1A氮化鎵快充等產品采用。

同步降壓開關管來自銳駿半導體,型號RUH4040M2,NMOS,耐壓40V,導阻5.5mΩ,采用PDFN3333封裝。

另一顆同步降壓開關管型號相同。

輸出濾波電容來自柏瑞凱,為VA系列耐高壓SMD固態電容,規格為100μF35V。

輸出VBUS開關管來自維安,型號WMQ30P04T1,PMOS,耐壓40V,導阻10mΩ,采用PDFN3030-8L封裝。

USB-C母座采用過孔焊接固定,綠色膠芯不露銅。

用于電源指示的LED指示燈特寫。

全部拆解一覽,來張全家福。

充電頭網拆解總結

科沃這款140W氮化鎵充電器采用白色外殼,配有折疊插腳,美觀實用,便于攜帶。充電器配有兩個USB-C接口,均支持140W輸出,并支持功率自動分配。可以滿足蘋果MacBook Pro筆記本電腦的快充需求,還可以用于PD3.1移動電源大功率快充。充電器輸出端設有指示燈,用于指示電源狀態。

充電頭網通過拆解了解到,科沃這款140W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開關管采用納微半導體NV6125氮化鎵功率芯片,LLC開關管采用維安WMZ26N65C4,并采用美浦森 MSM06065G1 碳化硅二極管用于PFC整流。

二次降壓方案來自英集芯,采用 IP2736 協議芯片用于USB-C接口輸出控制,搭配使用南芯 SC8002 同步整流控制器,兩路降壓小板設計相同,輸出濾波電容全部來自柏瑞凱。內部PCBA模塊打膠填充,并使用純銅散熱片,與外殼之間粘貼導熱墊,提升散熱能力,滿足長時間滿功率輸出使用。