前言
充電頭網拿到了聯想新款筆記本電腦的原裝100W氮化鎵電源適配器,這款適配器為自帶線設計,輸出線長度約為1.8米。充電器支持100-240Vac寬電壓輸入,支持20V5A PD快充,還支持5-21V3A PPS快充,對手機充電也有不錯的兼容性。
這款電源適配器由臺達代工,設有三腳國標插腳,不僅具備接地功能,使用時電腦金屬外殼不會麻手,并且更加牢固,不易掉落。下面就帶來聯想原裝100W氮化鎵電源適配器的拆解,一起看看內部的方案和用料。
聯想原裝100W氮化鎵電源適配器外觀

聯想原裝100W氮化鎵電源適配器為經典黑色配色,作為聯想旗下筆記本標配電源適配器,得益于氮化鎵技術的采用,機身整體設計得很小。

適配器采用PC阻燃材質塑料外殼,主體磨砂抗指紋,機身高、寬相同,正面看去為正方形。

機身正面設計有Lenovo品牌。

對角處設計有100W字樣,用戶可直觀了解這款電源適配器最大輸出功率。

電源適配器配備三腳插腳,可接地設計,有效避免用戶觸電,提升充電體驗。

輸入端外殼印有電源適配器參數信息。

電源適配器銘牌參數特寫
型號:ADL100UDGC3A
內部型號:GX21M04624
零售型號:5A11M04632
輸入:100-240V~1.6A 50/60Hz
輸出:5V3A、9V3A、15V3A、20V5A 100W
制造商:臺達電子工業股份有限公司
適配器通過了CCC認證,以及VI級能效認證。

輸出線與機身連接處做了凹槽保護設計。

USB-C端子外殼磨砂處理,正背面和兩側分別設計有經典的小凹面和凸齒,方便用戶插拔。

實測電源適配器機身寬、高均約為62.4mm。

機身厚度為32.27mm。

USB-C線長度約為178.3mm。

電源適配器拿在手上的大小直觀感受。

另外測得產品重量約為234g。

使用ChargerLAB POWER-Z KM003C測得電源適配器USB-C輸出支持PD3.0、PPS、QC5、DCP充電協議。

PDO報文顯示還具備5V3A、9V3A、15V3A、20V5A四組固定電壓檔位,以及5-11V3A、5-21V3A兩組PPS電壓檔位。
聯想原裝100W氮化鎵電源適配器拆解
看完了聯想這款氮化鎵電源適配器的外觀和測試,下面就進行拆解,一起看看內部的方案和用料。

首先拆開適配器輸入輸出側外殼。

電源輸入線采用導線焊接連接。

輸出端同樣采用導線焊接連接。

剪斷連接導線取出PCBA模塊,PCBA模塊整體包裹鋁片散熱。

使用游標卡尺測得PCBA模塊長度約為57.7mm。

PCBA模塊寬度約為58mm。

PCBA模塊厚度約為27.8mm。

PCBA模塊側面通過卡扣固定。

散熱片鉚接焊片焊接到PCBA模塊。

散熱片焊點特寫。

拆下PCBA模塊包裹的散熱片,PCBA模塊正反面打膠加強散熱,在散熱片與PCBA模塊之間設有麥拉片絕緣。

PCBA模塊正面一覽,左側設有保險絲,安規X2電容,共模電感。在上方焊接一片小板,為整流橋和PFC電路。下方為PFC升壓電感,右側設有輸出濾波電容。右下角焊接變壓器,左側為高壓濾波電容。

PCBA模塊背面焊接混合反激控制器和兩顆開關管,右下角焊接反饋光耦,同步整流控制器,同步整流管以及協議芯片。
通過對PCBA模塊的觀察發現,聯想100W氮化鎵電源適配器采用PFC+HFB混合反激開關電源架構,輸出電壓由協議芯片通過光耦反饋,實現寬電壓輸出,在PFC級采用氮化鎵開關管。下面我們就從輸入端了解整個適配器的設計和用料。

輸入端焊接保險絲,安規X2電容和共模電感。

輸入端保險絲來自CONQUER功德,MST系列超小型延時保險絲,規格為3.15A 250V,用于輸入過流保護。

安規X2電容來自SCC實全電子,規格為0.33μF。

共模電感采用漆包線和絕緣線繞制,底部焊接絕緣支架,纏繞膠帶絕緣。

另一顆共模電感采用漆包線繞制,底部焊接絕緣支架。

側面小板焊接整流橋,PFC控制器,PFC開關管和PFC整流管。對應開關管和整流管位置設有銅片和導熱墊加強散熱。

焊接拆下側面小板和散熱銅片。

小板左側焊接PFC控制器,中間上方焊接PFC開關管,下方為整流管,在右側為兩顆整流橋。

小板背面沒有焊接元件。

兩顆整流橋型號MB30KH,規格為3A1000V,半橋連接均攤發熱。

一顆薄膜濾波電容規格為0.68μF。

另一顆薄膜濾波電容規格為1μF。

濾波電感采用磁環繞制,底部焊接絕緣支架。

PFC控制器來自安森美,型號NCP1623,其基于創新的 Valley 同步頻率折返(VSFF)方法。VSFF 可在標稱負載和輕負載條件下最大限度地提高效率,在重載時運行在臨界模式,輕載運行在斷續導通模式,并支持谷底開通以提高效率。
NCP1623支持臨界模式、斷續導通模式運行,谷同步頻率折返可在標稱負載和輕負載下提升效率,并且可在低開關頻率下獲得良好的功率因數。

PFC開關管采用鎵未來G1N65R150PB-H,是一顆耐壓650V的氮化鎵功率器件,瞬態耐壓800V,標稱導阻150mΩ,柵極耐壓支持±20V,可使用傳統硅MOS驅動,相比增強型氮化鎵,大大簡化柵極驅動電路設計。
鎵未來 G1N65R150PB-H 采用PQFN8x8封裝,散熱焊盤為源極,減小高頻走線面積,有助于優化EMI性能。

鎵未來 G1N65R150PB-H 資料信息。
充電頭網通過拆解了解到,鎵未來氮化鎵功率器件此前已被DJI大疆100W雙USB-C口氮化鎵桌面充電器、公牛240W 3C1A氮化鎵桌面充電器、Anker PowerHouse 767 - 2048Wh | 2300W氮化鎵戶外電源、聯想拯救者140W PD3.1氮化鎵快充充電器等產品采用。

PFC升壓電感磁芯纏繞銅箔屏蔽,并粘貼膠帶絕緣。

PFC整流管來自ST意法半導體,型號STTH10LCD06,為超快恢復二極管,規格為10A 600V,采用DPAK封裝。

PCBA模塊側面焊接高壓濾波電容和變壓器。

高壓濾波電容來自貴彌功,規格為450V82μF。

HFB控制器來自英飛凌,型號為XPDS2201,是一顆數字混合反激控制器,內部集成600V高壓啟動電路和高低側MOS驅動。采用峰值電流模式控制,用于快速的負載響應。基于輸出電流水平自動切換到突發模式運行,支持初級側過電壓保護,待機功耗<75mW,可通過單引腳UART界面配置參數,采用PG-DSO-14封裝,外圍元件精簡。

為主控芯片供電的濾波電容來自艾華,規格為35V47μF。

開關管來自英飛凌,型號IPL60R185C7,NMOS,耐壓650V,導阻185mΩ,采用ThinPAK8*8封裝。

HFB上管來自ST意法半導體,型號STD13N60M2,NMOS,耐壓650V,導阻380mΩ,采用DPAK封裝。

側面焊接開關變壓器和輸出濾波電容。

開關變壓器磁芯嚴密纏繞膠帶絕緣。

藍色Y電容特寫。

光寶LTV1004光耦用于輸出電壓反饋調節。

同步整流控制器來自MPS芯源半導體,絲印IBUJR,實際型號為MP6951,支持DCM,CCM,QR,ZVS工作模式,還支持ACF主動鉗位反激和HFB混合反激,工作頻率可達1MHz,支持驅動氮化鎵同步整流管,支持高側和低側應用,采用TSOT23-6封裝。

同步整流管來自英飛凌,型號BSC040N10NS5,NMOS,耐壓100V,導阻4mΩ,采用PG-TDSON-8封裝。

一顆TVS二極管來自力特,型號SMAJ70A,用于吸收浪涌過電壓。

輸出濾波固態電容規格為680μF25V。

濾波電解電容規格相同。

協議IC采用偉詮WT6636F,這是一顆通過USB-IF協會USB PD3.0(PPS)認證的協議芯片,并通過了高通QC4+認證。WT6636F支持USB PD3.0和PPS,支持線損補償,支持多重保護功能。內部集成10bit ADC用于電壓和電流檢測,內置8051內核單片機,內置放電MOS管。

VBUS開關管來自富鼎先進,型號AP3NA4R2YT,NMOS,耐壓30V,導阻4.2mΩ,采用PMPAK3*3封裝。

全部拆解一覽,來張全家福。
充電頭網拆解總結
聯想這款100W氮化鎵電源適配器采用國標三腳插腳,一方面具有接地功能,防止金屬外殼的筆記本電腦出現麻手情況,在墻插上使用也更加穩定,不易掉落。適配器自帶1.8米長輸出線,可以滿足絕大多數使用場合。實測適配器支持100W PD快充,還支持21V3A PPS快充。
充電頭網通過拆解了解到,聯想這款電源適配器采用PFC+HFB架構,PFC控制器采用安森美NCP1623,搭配使用鎵未來G1N65R150PB-H氮化鎵開關管。HFB電路采用英飛凌XDPS2201控制器搭配兩顆MOS管組成。
鎵未來耗盡型氮化鎵開關管支持使用傳統硅MOS控制器,具備良好的通用性和兼容性。變壓器和功率器件打膠填充加強導熱。適配器PCBA模塊包裹鋁片加強散熱,針對筆記本充電及大功率持續輸出場景進行散熱性能優化,降低使用溫升。


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