前言

充電頭網拿到了深圳市盈芯科電子有限公司給東莞市樂瑞科技有限公司開發的一款二合一氮化鎵桌面充產品,這款桌面充為三棱柱造型,側面設有磁吸無線充電,另一側底部設有八字線插座用于電源輸入。在垂直側面設有USB-C接口,共具備四個USB-C輸出接口。

其中兩個USB-C接口支持100W功率盲插,另外兩個USB-C接口支持30W輸出功率,支持65+30W功率自動分配。無線充電支持15W輸出功率,總輸出功率為115W。下面就帶來樂瑞氮化鎵桌面充電器的拆解,一起看看內部的設計和用料。

樂瑞115W二合一氮化鎵桌面充電器開箱

包裝盒整體以白色為基調,設計風格簡約,頂面僅中心印有LORYI品牌。

側面印有東莞市樂瑞電子科技有限公司名稱、聯系電話以及公司地址信息。

包裝內含電源線以及樂瑞115W二合一氮化鎵桌面充電器。

電源線兩端為雙腳和8字插頭類型,美規版本,線纜采用魔術扎帶捆扎整理。

測得電源線的長度約為153.5cm。

樂瑞這款氮化鎵桌面充電器采用三棱柱造型設計,主體黑色外殼表面啞光處理,邊角過渡圓潤,兩側邊緣噴涂銀色漆裝飾,整體設計得很有辨識度。

機身正面自然清晰,并配置有凸起的磁吸無線充電功能區域,方便手機對齊充電,同時邊充邊刷劇也能獲得很好的視角體驗。

機身頂部貼有印有Fairikabe字樣的標貼。

機身背面下方設有8字電源插口。

機身一側配置四個USB-C接口。

USB-C接口上下分別印有PD100W和USB-C1/C2/C3/C4的標識,方便用戶區別使用。

另一側邊緣同樣設計有相同的銀色裝飾環。

機身底部貼有一整塊防滑膠墊,同時印有產品詳細參數信息。

產品參數特寫

型號:W003

輸入:AC100-240V~50/60Hz 2.5A

輸出:

USB-C1/C2:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A(100W Max)

USB-C3/C4:5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A(30W Max)

USB-C1+USB-C2:65W+30W(95W Max)

USB-C1/C2+USB-C3/C4:65W+30W(95W Max)

USB-C3+USB-C4:30W+30W(60W Max)

USB-C1+USB-C2+USB-C3/C4:45W+30W+20W(95W Max)

USB-C1/C2+USB-C3+USB-C4:60W+20W+20W(100W Max)

USB-C1+USB-C2+USB-C3+USB-C4:45W+30W+10W+10W(95W Max)

無線充輸出:15W Max

總輸出:115W Max

產品通過了CCC、CE、FCC、PSE、ETL認證,以及VI級能效認證。

實測樂瑞115W二合一氮化鎵桌面充電器機身高度約為9.5cm。

厚度約為10cm。

寬度約為89.15mm。

產品拿在手上的大小直觀感受。

另外測得凈重約為564g。

機身正面下方還設有隱藏式指示燈,通電狀態下亮藍光。

使用ChargerLAB POWER-Z KM003C測得USB-C1口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0/5、SFCP、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3.3-21V5A一組PPS電壓檔位。

測得USB-C2口兼容協議和USB-C1口的一樣。

此外PDO報文也相同,USB-C1和USB-C2口單口輸出性能一樣,支持功率盲插。

測得USB-C3口同樣支持FCP、SCP、AFC、QC3.0/4+、SFCP、PD3.0、PPS、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充電協議。

PDO報文顯示USB-C3口具備5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五組固定電壓檔位,以及3.3-11V3A一組PPS電壓檔位。

測得USB-C4口兼容協議和USB-C3口的一樣。

此外PDO報文也相同,USB-C3和USB-C4口單口輸出性能一樣,可單口盲插使用。

樂瑞115W二合一氮化鎵桌面充電器拆解

看完了樂瑞這款二合一桌面充的開箱和測試,下面就進行拆解,一起來看看內部的設計和用料。

首先拆解取下無線充電線圈的蓋板,蓋板通過卡扣固定。

無線充電線圈和外圈吸附磁鐵特寫。

從底部接縫處拆開充電器外殼。

殼體內部為PCBA模塊,設有黃銅散熱片和導熱墊加強散熱。

PCBA模塊通過螺絲固定在殼體內部。

擰開固定螺絲,取出PCBA模塊,通過導線連接到無線充電模塊供電。

無線充電PCBA模塊通過導線和連接器連接供電。

無線充電PCBA模塊通過螺絲固定。

取出殼體內部無線充電PCBA模塊和無線充電線圈。

殼體內部導光條特寫。

PCBA模塊輸入端設有八字線插座,正面焊接黃銅散熱片。

另一端設有指示燈,連接無線充電模塊的插座,另一側設有四個USB-C母座。

PCBA模塊背面也設有黃銅散熱片,并粘貼導熱墊。

使用游標卡尺測得PCBA模塊長度約為92.5mm。

PCBA模塊寬度約為80.8mm。

PCBA模塊厚度約為31.5mm。

焊接拆下PCBA模塊兩面的散熱片,繼續進行拆解。

PCBA模塊正面被導熱膠覆蓋填充。

背面涂有藍色導熱凝膠。

PCBA模塊正面一覽,左側焊接電源輸入插座,保險絲,左下角焊接共模電感,安規X2電容,整流橋,PFC升壓電感,右側焊接濾波電容。在右下角焊接變壓器,變壓器上方焊接濾波電容和濾波電感。在上方為輸出降壓電路,分別對應四個USB-C接口和無線充電供電。

PCBA模塊背面一覽,右下方為交流輸入端,焊接整流橋,PFC控制器,PFC開關管,PFC整流管。左下角焊接反激控制器和開關管,左側焊接兩顆反饋光耦,在中間位置焊接兩顆貼片Y電容,上方焊接降壓電路。其中PFC開關管和反激開關管均來自氮矽科技,為氮化鎵開關管。

通過對PCBA模塊的觀察發現,樂瑞這款115W二合一氮化鎵充電器采用PFC+反激開關電源架構,固定電壓輸出,輸出電壓通過光耦反饋。輸出通過四路獨立的同步降壓電路,實現四個接口的快充輸出,還使用一顆同步降壓芯片為無線充電模塊供電。下面我們就從輸入端開始了解各個器件的信息。

PCBA模塊輸入端一覽,焊接電源輸入插座,共模電感,安規X2電容。左側焊接USB-C母座和降壓電感。

輸入端保險絲來自誠潤,規格為4A 250V。

共模電感采用漆包線和絕緣線繞制。

PCBA模塊側面焊接安規X2電容,共模電感,整流橋,濾波電容,濾波電感,高壓濾波電容和變壓器。

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漆包線繞制。

整流橋來自深圳市沃爾德實業有限公司,型號WRLSB80M,這顆軟橋通過較軟的恢復曲線,比較平滑的關斷特性,可以降低二極管結電容達到非常少的諧波振蕩產生的效果。選用的LSB封裝,擁有良好的散熱特性,幫助中大瓦數適配器提升可靠性,單顆可做60W+。

沃爾德 WRLSB80M 資料信息。

充電頭網拆解了解到,沃爾德的軟橋還被摩米士100W 2A2C氮化鎵快充努比亞1A1C 45W氘鋒氮化鎵快速充電器公牛65W PD快充插座麥多多2C1A 65W氮化鎵充電器鴻達順65W 氮化鎵充電器OPPO 50W餅干氮化鎵快充ROCK 65W氮化鎵充電器等多款快充產品采用,產品性能獲得客戶一致認可。

背面焊接一顆同型號的整流橋,整流橋半橋連接,均攤發熱,降低溫升。

薄膜濾波電容來自東莞成希,規格為1μF450V。

濾波電感采用磁環繞制,外套熱縮管絕緣。

PFC控制器采用矽力杰SY5072B,絲印d9,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,谷底開通,以獲得高效率及優化EMI性能。

PFC開關管來自氮矽科技,型號DX65F130,是一顆650V耐壓的增強型氮化鎵開關管,導阻130mΩ,采用DFN8*8封裝。 DX65F130支持2.5V-6.5V驅動電壓,相較同行同類型GaN-MOS只能支持大于5V驅動,有很好的寬電壓驅動優勢。

氮矽科技DX65F130具有簡化的柵極驅動要求,支持10MHz以上的開關頻率,具備快速且可控制的上升和下降時間,無反向恢復損耗。適用于快充充電器,PFC功率因數校正,LLC轉換和無線功率傳輸。

PFC升壓電感采用ATQ23磁芯繞制。

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,采用DFN5*6封裝。

高壓濾波電容來自輝城,其中兩顆規格為27μF420V。

另一顆規格為47μF420V。

主控芯片采用茂睿芯MK2697A,這是專為PD/快充應用優化的QR PWM控制器。其很寬的VCC工作電壓范圍(9V-90V)可以使其覆蓋PD/PPS從3.3V-23V的輸出范圍而不需要使用額外的繞組或者線性降壓電路。

MK2697是針對于能效要求,由于PD/快充有多個不同的輸出電壓,因此采用了自適應的多模式。其在不同負載以及不同輸出下,調整工作于DCM/QR。 在輕載時則會工作于burst模式,以提升效率。

MK2697A提供了全面的保護功能,有輸出OVP,OPP,VCC OVP,BROWN-IN/OUT,還提供了副邊SR短路保護, PIN腳OPEN/SHORT保護等。

茂睿芯 MK2697A 資料信息。

充電頭網拆解了解到,采用茂睿芯快充方案的還有華科生迷你33W快充倍思20W 1A1C快充充電器愛莎瓦特65W 2A1C氮化鎵快充air-J 18W 1A1C快充充電器等產品采用。

氮化鎵開關管來自氮矽科技,絲印DX6510FE,實際型號為DX65F200,是一顆耐壓650V的增強型氮化鎵開關管,導阻200mΩ,最大連續電流為10A。DX65F200支持2.5V-6.5V驅動電壓,相較同行同類型GaN-MOS只能支持大于5V驅動,有很好的寬電壓驅動優勢。

氮矽科技DX65F200具有簡化的柵極驅動要求,只需0-6V驅動電壓,無需負壓驅動。極低的柵極電荷支持10MHz以上的超高開關頻率,具有可控制且快速的上升下降時間,無反向恢復損耗。

充電頭網拆解了解到,氮矽科技DX65F200還被美富達65W 2C1A氮化鎵快充充電器煊陽100W 2A2C氮化鎵桌面充電器采用。此外,其它型號氮化鎵器件還獲得拓瑪140W 3C1A氮化鎵充電器輝越光電65W氮化鎵超薄充電器等產品采用,性能質量獲客戶一致認可

側面焊接變壓器,為主控芯片供電的濾波電容,為無線充電模塊供電的降壓電路和USB-C接口降壓電路。

為主控芯片供電的濾波電容規格為47μF35V。

變壓器采用ATQ27磁芯繞制,嚴密纏繞膠帶絕緣,次級采用多層絕緣線。

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。料號為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電容除了被倍思高通QC5認證100W氮化鎵快充麥多多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,也可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

兩顆奧倫德 OR1009光耦用于輸出電壓反饋和PFC控制。

同步整流管絲印HS80T10Q,采用DFN5*6封裝。

兩顆輸出濾波電容來自永立,規格為680μF25V。

輸出濾波電感采用磁環繞制。

為無線充電模塊供電的同步降壓轉換器來自芯潭微,型號NDP13401KC,芯片內部集成開關管,支持4A輸出電流。

搭配使用的磁環降壓電感特寫,外套熱縮管絕緣。

輸出濾波電容來自永立,規格為100μF16V。

輸出插座用于連接無線充電模塊。

輸出端焊接四個USB-C母座。

兩個30W USB-C接口的降壓芯片使用智融科技SW3526,芯片內部集成3.5A高效率同步整流降壓轉換器,支持PPS、PD、QC、AFC、FCP、SCP、PE、SFCP、低壓直充等充電協議,支持CC/CV模式,外部僅需少量器件,即可組成完整的高性能多快充協議充電解決方案。

得益于芯片的高集成度,SW3526將傳統降壓方案中協議芯片,同步降壓控制器和降壓MOS管全部濃縮集成在一個封裝內部,極大的簡化了多口快充的電路設計。

智融 SW3526 詳細規格資料。

充電頭網拆解了解到,智融SW3526已被航嘉100W氮化鎵雙認證安全快充華科生230W 4C1A氮化鎵桌面充倍思30W超級硅Pro充電器HYPER JUICE 100W氮化鎵快充  、特斯拉Model 3/Y專用中控扶手箱數據恢復面板等多款產品采用,此外智融的快充芯片還可用于USB PD快充移動電源、快充車充等領域

降壓電感采用磁環繞制,外套熱縮管絕緣。

輸出濾波電容來自永立,規格為220μF25V。

另一路同樣采用智融SW3526降壓芯片。

降壓電感外套熱縮管絕緣。

三顆濾波電容規格相同,均為220μF25V。

兩個100W USB-C輸出接口的降壓協議IC采用智融SW3516P,這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。

充電頭網拆解了解到,智融 SW3516P 此前還被閃極100W 3C1A氮化鎵充電器公牛67W 3C1A山峰安全快充插座魅族PANDAER 67W 2C1A氮化鎵變速箱潮充綠聯MFM認證100W二合一氮化鎵充電站等產品采用,芯片性能質量獲客戶一致認可。

兩顆同步降壓開關管絲印M5751N。

降壓電感外套熱縮管絕緣,兩側設有濾波電容。

另一路同樣采用智融SW3516P降壓芯片。

兩顆同步降壓開關管絲印M5751N。

磁環降壓電感特寫。

用于輸出功率自動控制的MCU來自芯海科技,型號CSU32P10,是一顆內置12位ADC的8位MCU,內部集成振蕩器,支持2.4~5.5V工作電壓,采用MSOP10封裝。

用于指示充電器輸出狀態的指示燈特寫。

左側兩個USB-C接口特寫,采用加高設計適應殼體,過孔焊接固定。

右側兩個USB-C接口完全相同。

無線充電線圈焊接連接到無線充電PCBA模塊。

PCBA模塊正面焊接無線充電主控,供電插座,無線充電功率管和諧振電容。

PCBA模塊背面沒有焊接元件。

無線充電主控來自勁芯微,型號CV90331,是一顆集成了PD快充取電功能的無線充電SOC芯片。芯片支持PD2.0,PD3.0,QC2.0和QC3.0以及AFC等適配器供電,支持3線圈無線充電應用,支持線圈定制,支持BPP 5W,蘋果7.5W,三星10W,EPP15W無線充電,

勁芯微 CV90331內置16K MTP存儲器,支持在線升級,芯片內部集成全橋MOS驅動器,內置數字解碼功能。支持外接LED進行狀態顯示。芯片內置欠壓,過壓保護,支持外置NTC進行過熱保護,外圍電路極簡。

無線充電功率管來自芯控源,型號AGM307MBP,雙NMOS,耐壓30V,導阻7mΩ,采用WQFN3*3封裝。

四顆并聯的諧振電容特寫。

全部拆解一覽,來張全家福。

充電頭網拆解總結

樂瑞這款二合一桌面充電器采用三棱柱外觀,輸入端采用八字線插座,可根據不同的使用環境選擇相應長度的線纜。充電器具備四個USB-C接口,其中兩個USB-C接口支持100W快充,兩個USB-C接口支持30W快充,并支持功率自動分配。無線充電具備15W輸出功率,充電器總輸出功率為115W。

充電頭網通過拆解了解到,樂瑞這款充電器內部由快充PCBA模塊和無線充電PCBA模塊組成,模塊之間通過導線連接。其中快充PCBA模塊采用PFC+反激架構,PFC采用矽力杰SY5072B搭配氮矽科技DX65F130氮化鎵開關管,并使用英嘉通IGC04065D碳化硅二極管。反激開關電源采用茂睿芯MK2697A搭配氮矽科技DX6510FE氮化鎵開關管組成,固定電壓輸出。

USB-C接口輸出降壓芯片來自智融科技,使用兩顆SW3516P用于100W接口輸出,兩顆SW3526用于30W接口輸出,還使用芯潭微NDP13401KC同步降壓轉換器為無線充電模塊供電。無線充電模塊采用勁芯微CV90331無線充電主控,搭配使用芯控源MOS管。充電器PCBA模塊使用導熱膠填充,正反面均設有黃銅散熱片,提升散熱性能,降低長時間輸出的溫升。