近兩年來,手機等電子產品發展迅猛,充電協議呈現USB-PD統一的趨勢,多接口的PD充電器需求越來越大。辦公桌上,各種數碼設備,手機、筆記本、iPad、藍牙耳機、智能手表等越來越多。隨之而來會出現一個問題,多個充電器來回換很麻煩,桌面也會變得凌亂,這時候你就需要一款支持大功率、具備標準協議,擁有接口多的充電器。

Anker多口產品線最新推出的PowerPort Atom?PD 4充電器就是一個不錯的解決方案,這款產品采用2A2C四接口配置,并且USB-C接口支持最大100W輸出。 此前充電頭網已經對這款產品進行了開箱及上手體驗,今天接著為大家帶來產品內部的詳細拆解。

一、Anker PowerPort Atom PD 4 100W充電器外觀

Anker PowerPort Atom PD 4 100W充電器包裝與安克最近推出的一系列產品外包裝完全一致,僅有大小不同。包裝紙盒白藍基色,正面左上角“ANKER”品牌Logo、右下角小閃電標志、同樣印制Charge Fast Live More的品牌標語,辨識度極高。

包裝盒上有一些ANKER產品的壓印圖案,簡潔而不簡單。

包裝背面印制ANKER產品的三大特點:3000萬用戶選擇、領先的快充技術、18個月售后服務。
來看詳細產品參數:
產品型號:A2041
重量:447g(含AC線材)
產品尺寸:110*86*34mm
產地:中國
顏色:白色
保修時間:18個月
輸入:100-240V~ 2A 50-60Hz
最大輸出功率:100W
USB-C輸出:5V/3A、9V/3A、15V/3A、20V/5A
USB-A輸出:5V/2.4A(單口最大)

打開紙盒,內部使用藍色紙質托盤裝著充電器本體。

包裝內共包含:Anker PowerPort Atom PD 4 100W充電器本體、8字AC電源線、魔術貼扎線帶、泡棉雙面膠、說明書、保修卡、合格證、電子產品有害物質清單。

附送的一小塊泡棉雙面膠,,可以把充電器固定在墻面或是桌面。

8字AC電源線,線體厚實,做工不錯。

Anker PowerPort Atom PD 4 100W充電器采用阻燃塑料材質、主體部分為白色,表面鋼琴烤漆工藝,觸感細膩溫和。

邊角線采用圓角處理,比較圓潤,拿在手上很舒服。

輸出端面板為淺灰色,表面磨砂質感。Anker PowerPort Atom PD 4 100W充電器共有2個USB-C接口,2個USB-A接口,俗稱的2A2C配置。每個接口的膠舌均為安克藍色,并且接口上方有協議標識。同時,在輸出面板最左側有一顆環形電源指示燈,接通電源時發出藍光。

四口同時使用場景。

背面AC電源輸入,通用8字形接口。

Anker PowerPort Atom PD 4 100W充電器的底面四角有硅膠腳墊,放置在玻璃一類較光滑的桌面也比較穩定,同時不易刮花底面板。

充電器底面參數絲印:
名稱:PowerPort Atom PD 4
型號:A2041
輸入:100-240V~ 2A 50-60Hz
USB-C輸出:5V/3A、9V/3A、15V/3A、20V/5A
USB-A輸出:5V/2.4A(單口最大)
最大輸出功率:100W
安克創新科技股份有限公司、Anker設計、中國制造,產品已經通過了CCC安規認證。

Anker PowerPort Atom PD 4 100W充電器體積略大于蘋果87W PD充電器。

厚度約為1元硬幣直徑的1.5倍。

實測重量373.1g(單機身)。

小編對以前測試過的大功率USB-C PD多口充電器做了一張重量列表,里面還加入了蘋果87W、61W充電器。Anker PowerPort Atom PD 4 充電器提供了最大100W的輸出功率及多達4個接口,位居榜首在所難免。

使用ChargerLAB POWER-Z KT001對Anker PowerPort Atom PD 4充電器的第一個USB-C口進行協議檢測,測出USB-C為標準PD協議,并支持USB-DCP-5V-1.5A。

兩個USB-C接口支持協議完全一致。

使用ChargerLAB POWER-Z KT001對Anker PowerPort Atom PD 4充電器的第一個USB-A口進行協議檢測,測得支持Apple 2.4A協議。

兩個USB-A接口支持協議完全一致。

使用ChargerLAB Power-Z KT001測試儀檢測Anker PowerPort Atom PD 4 100W充電器的其中一個USB-C口的PDO,顯示支持5V/3A、9V/3A、15V/3A、20V/5A四個輸出檔位,PD快充版本為2.0。

兩個USB-C接口PDO報文檢測結果完全一致。

二、Anker PowerPort Atom PD 4 100W充電器拆解

Anker PowerPort Atom PD 4 100W充電器的灰色輸出端口蓋板采用卡扣安裝,可無損撬開。

上下殼體采用超聲波焊接,可用力撬開。

PCBA輸出接口端一側有兩顆自攻螺絲與底殼固定。

PCBA另一端有大量白膠填充在外殼空隙之間,起到固定和導熱作用。

完整開啟外殼。PCBA正面有大面積的散熱片包裹,散熱片上還覆有兩條減震海綿。

拆掉兩顆固定螺絲及清理膠水后,完整取出PCBA,背面仍然有一大塊散熱片覆蓋于初級電路部分。

焊下PCBA正面的大散熱片后,在次級部分仍有一塊小散熱片,變壓器上面有導熱墊。

小散熱片下是兩塊小PCBA,使用導熱墊連接。

另一塊小PCBA和變壓器、PFC電感、整流橋堆上均有導熱墊以與主散熱片緊密接觸。

還可見三只初級開關管上用螺絲固定的3塊散熱片。

另一塊次級輸出小板上的導熱硅膠條,用與主散熱片接觸。

焊下次級小散熱片,露出兩塊輸出小板,空隙間打有大量白膠。

移除導熱硅膠條并清理白膠后PCBA全貌。上部具有多條輸出引線的為開關變壓器BCK-10-007T,下部的BCK-10-010T為PFC電感。

焊下散熱片后的PCBA背面全貌。左側為次級低壓輸出部分,右側為初級高壓部分,中間隔離區域寬度足夠,并開有鏤空槽,有絕緣片加強隔離絕緣。PFC電感和開關變壓器部位PCB有散熱透孔。

PCBA初級高壓部分,主要元件有兩只芯片和反饋光耦。

并聯三只白色LLC諧振NPO電容,一般在高端無線充電器上比較常見。溫度變化下具有出色的容值穩定特性,適合高頻段應用,低損耗,能夠帶來更佳的能源效率,此處應用需要具有高達630V的耐壓值。

芯片TEA19162是一個PFC控制器,來自NXP恩智浦,用于將整流濾波后的電壓升壓。

恩智浦TEA19162規格資料。

芯片TEA19161T為LLC控制器,與TEA19162組成帶APFC的開關電源,用于提高電源轉換效率。

恩智浦TEA19161T介紹資料。

TCLT1007,寬腳距高隔離貼片光耦。

次級側TEA1995為恩智浦的同步整流控制器。

恩智浦TEA1995規格資料。

恩智浦的GreenChip電源解決方案TEA19161+TEA1995平臺設計簡單,具有業界領先的低負載下的效率,可以在整個負載范圍內實現極高效率(特別是10-30%輕載條件下),輕松達到能效規范的要求,包括能源之星v6、CoC 2級、80+白金和EuP Iot6。此外,采用TEA19161的電源還具有低于75mW的低空載功耗,達到并超出能源之星、DoE、CoC 2等標準的要求。相比反激式式拓撲,LLC諧振拓撲能夠更容易滿足共模噪聲要求,還能達到200%峰值功率要求。

TEA19161+TEA19162+TEA1995T方案的參考電路圖。

據充電頭網的拆解,TEA19161+TEA19162+TEA1995T方案也被具有120W大輸出功率的ORICO(奧睿科 )DUK-10P 數碼充電站所采用。

兩顆infinoen英飛凌的同步整流MOS管BSC076N06NS3 G,參數是60V、50A、7.6mΩ。

英飛凌 BSC076N06NS3 G 同步整流管資料。

元件編號Q15、Q19,兩只英飛凌MOS管BSZ086N03NS3 G,用于USB-C1輸出VBUS開關,參數是30V、40A、8.6mΩ。

元件編號Q17、Q20,同樣是兩只英飛凌MOS管BSZ086N03NS3 G,用于USB-C2輸出VBUS開關,參數是30V、40A、8.6mΩ。

元件編號Q24,英飛凌MOS管BSZ086N03NS3 G,與R005檢流電阻等電路配合,作為USB-A2輸出VBUS過流保護開關。

英飛凌BSZ086N03NS3 G規格參數。

元件編號U1,絲印SEG的6腳IC是TI德州儀器的 INA199B2DCKR電流檢測芯片,用于USB-C1輸出接口過流保護。

TI德州儀器INA199B2DCKR規格資料。

USB-C2輸出接口同樣使用了一顆TI德州儀器的INA199B2DCKR電流檢測芯片。

TI德州儀器INA199B2DCKR中文簡介。

絲印1101芯片是來自成繹半導體的TCP1101限流芯片,支持自定義限流點,內置16mΩ超低導通阻抗mos管 超小SOT23-6L封裝。

充電頭網了解到,成繹TCP1101還被應用在ANKER 24W 雙USB電源適配器品勝Type-C+5USB多口充電器等產品中。

成繹TCP1101規格資料。

元件編號U12的芯片絲印CYPD4225,是來自賽普拉斯的USB PD控制器CCG4。右側絲印V3RD的SOT23封裝的芯片是來自南京微盟電子的穩壓管,為CCG4供電。

CCG4是賽普拉斯半導體公司推出的全球首款雙端口USB Type-C供電(PD)控制器。借助雙USB Type-C端口,全新EZ-PD CCG4控制器可為臺式機、筆記本電腦和其它系統提供了高度可靠的集成解決方案。

據充電頭網往期拆解,賽普拉斯CCG4還被華為P30無線充電保護殼三星智能手機擴展塢EE-MG950等產品采用。

SOT23封裝、絲印V1R1的IC為來自南京微盟電子的穩壓管。

兩個USB-A接口的智能識別芯片,來自賽微CW3002G。采用該型號芯片的產品還有ANKER 13400mAh USB PD移動電源ANKER 10000mAh移動電源A1235

解析完PCB板背面的貼片元件,接下來再看看PCBA正面的細節部分:

次級部分俯視圖。分布著兩塊USB-C輸出接口小板、一塊LED電源指示燈小板、三塊降壓小板、兩只USB-A插座、三只共模電感等。三塊降壓小板上均有一只較大的電感線圈,采用多股并繞方式,套有雙層熱縮管絕緣。左側兩塊降壓小板之間還有兩只臥式安裝、包裹有熱縮管的固態電容。

這兩只被熱縮管包裹的固態電容規格為100μF、35V,用于電壓轉換小板的輸入濾波。

一只電解電容和三只耐壓均為35V的固態電容,兩只470μF、一只100μF,用于兩個USB-C接口電路的輸入濾波。

電解電容規格為1000μF16V,來自Acon中元。

LED電源指示燈小板和兩只USB-C輸出接口小板垂直焊接于主PCBA之上。LED燈周圍貼有黑色泡棉,避免漏光。

兩只USB-C輸出接口小板是完全一樣的,版號、元件編號都一樣,沒有差異。

每只USB-C輸出接口小板背面有兩顆MOS和二極管等少量元件;LED電源指示燈小板背面沒有任何元件。

USB-C輸出接口小板背面VBUS開關MOS型號為AON2408 ,品牌AOS(美國萬代) ,參數為20V、 8A 。

萬代AON2408規格資料。

拆下整流橋堆、三只初級開關管、三塊降壓小板以及一只臥式安裝的固態電容。

三只型號為IPA60R120P7的英飛凌MOS管和一只15A 1000V的整流橋堆。散熱片稍大的兩只MOS為LLC 主開關管,散熱片稍小的一只為APFC升壓管,耐壓650V,導阻120mΩ,有效降低溫升提高效率和功率密度。

英飛凌IPA60R120P7規格資料。

拆除三只MOS管和整流橋堆的初級PCBA部分,兩顆初級電容左側的是PFC升壓二極管。

多只CX電容、共模電感、差模電感構成完善的EMI濾波網絡。

為了提高空間利用率,黃色CX電容采用了立體安裝,下面還藏著一只共模電感。

棕紅色延時保險絲,5A 250V。

初級濾波電解電容,規格為33μF450V,來自Acon中元。

兩只33μF 450V高壓電解電容并聯。

Acon中元電解電容,規格為22μF 50V。

Acon中元電解電容,規格為22μF 50V。

Acon中元電解電容,規格為47μF 50V。這里使用了三只小容量電解電容,用于兩顆初級電源芯片供電。

拆掉部分元器件之后的次級。

元件編號Q23,英飛凌MOS管BSZ086N03NS3 G,與R005檢流電阻、電流檢測芯片INA199B2DCKR,構成USB-A接口輸出過流保護開關。

開關變壓器的8條引出線,套有鐵氟龍套管。

另一只成繹半導體TCP1101限流芯片。

元件編號U13,另一只TI德州儀器的 INA199B2DCKR電流檢測芯片。

PCB中間可以看到一層銅箔走線。

三塊升壓小板,左數第一個用于兩個USB-A接口,右邊兩塊USB-C接口小板是完全一樣,分別用于兩個USB-C接口。

三塊降壓小板的背面,大體一致,芯片完全一樣,個別阻容元件稍有差異。

兩塊不同的小板。左為USB-A接口,右為USB-C接口。

USB-A接口小板。

USB-C接口小板。兩只BSC0702LS場效應管,來自infinoen英飛凌,規格為60V/84A、100℃/2.7mΩ,作為降壓芯片的外置同步整流開關管。

SOUNTHCHIP SC8001來自上海南芯半導體的同步降壓控制器芯片。

南芯SC8001詳細資料。充電頭網料了解到,采用南芯SC8001已經被應用在小米6口USB充電器60W快充版等產品中。

全部拆解完畢。

充電頭網拆解總結

Anker PowerPort Atom PD 4 100W充電器設計簡潔,外觀圓潤,手感上乘。作為桌面充電器,其重量、體積與輸出功率性能比較均衡。配備的4個USB接口涵蓋了USB-A與USB-C這兩種市面上使用率最廣的接口,可以滿足大部分設備的充電需求。

充電頭網通過拆解了解到,其內部采用了恩智浦的GreenChip電源解決方案TEA19161+TEA1995平臺,具有低靜態損耗,低電壓波紋、高瞬態響應、高效率等優點。全系采用了英飛凌功率MOS,中元電容等高品質元件,全方位的輸出限流保護措施扎實到位,散熱周到,做工嚴謹。

充電器內部采用二次降壓方案,兩個USB-A接口共用一個降壓模塊,兩個USB-C接口各配備一個降壓模塊,三個DC-DC降壓模塊均采用了南芯SC8001同步降壓控制器。協議方面,兩個USB-C口分別采用賽普拉斯雙端口USB Type-C供電(PD)控制器EZ-PD CCG4;兩個USB-A口則分別由賽微CW3002G實現5V/2.4A協議。

由此一來,這款充電既可滿足筆記本電腦、移動電源等大功率設備的正常充電,又解決了iPhone、iPad等中小功率設備以及多設備充電需求,并可獲得理想的充電效率。

相關閱讀:

內置氮化鎵:Anker PowerCore Fusion PD超級充拆解
ANKER 30W GaN氮化鎵充電器A2017拆解
ANKER安克USB PD雙口快充車充A2229拆解
ANKER 18W雙USB-A口快充移動電源拆解(A1363)
18W雙向快充:ANKER 10000mAh移動電源A1235拆解