前言
近期,努比亞氘鋒系列推出全新重磅新品——氘鋒140W四口氮化鎵快速充電器,其不僅支持最大140W PD3.1快充,滿足蘋果MacBook Pro全速快充需求,還支持全新一代UFCS融合快充,加上時下主流QC、SCP、PPS快充也都支持,整體性能和兼容性表現都相當不錯。
此外充電器配置3C1A四個USB接口,接口數量以及豐富的輸出策略能夠滿足蘋果全家桶充電需求,出門在外一個就夠。下面充電頭網就帶來努比亞140W氮化鎵充電器拆解,一起看看內部的方案和設計。
努比亞氘鋒140W充電器開箱

包裝盒延續系列相同外觀設計,整體銀色基調質感十足,頂面印有產品中英文名稱、DAO氘標識以及CHARGER。

背面貼有產品信息貼紙。

貼紙上印有產品名稱、型號、廠商地址和服務熱線等信息。

包裝內含充電器、數據線以及使用說明書。

附帶數據線使用橡膠圈捆扎整理。

線材為USB-C to USB-C線,經典白色配色,末端設有網尾抗彎折。

實測數據線長度約為121cm。

使用ChargerLAB POWER-Z KM003C測得線纜帶有E-Marker芯片,電力傳輸能力為50V5A,數據傳輸能力為USB 2.0。

充電器延續努比亞氘鋒系列快充家族經典外觀設計,銀灰色主體加透明機甲風端部外殼,顏值耐打又十分硬核。

機身一面印有140W和GaN標識,表明這是一款140W氮化鎵充電器。

另一面中心印有系列核心元素DAO氘標識。

底部采用黑色磨砂外殼,并印有充電器詳細參數信息,產品通過了CCC認證。

充電器參數特寫
型號:PA0234
輸入:100-240V~50/60Hz 2.5A Max
輸出:
USB-C1:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A、3.3-20V5A 140W Max
USB-C2:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、3.3-20V5A 100W Max
USB-C3:5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A、3.3-11V2.7A 30W Max
USB-A1:5V3A、9V3A、12V2.25A 27W Max
USB-C1+USB-C2:65W+65W或100W+20W 130W Max
USB-C1+USB-C3:100W+20W或65W+20W 120W Max
USB-C1+USB-A1:100W+18W 118W Max
USB-C2+USB-C3:100W+20W或65W+20W 120W Max
USB-C3+USB-A1:12W+12W 24W Max
USB-C1+USB-C2+USB-C3:65W+45W+20W或65W+30W+20W 130W Max
USB-C1+USB-C2+USB-A1:65W+45W+18W或65W+30W+18W 128W Max
USB-C1/2+USB-C3+USB-A1:65W+12W+12W 89W Max
USB-C1+USB-C2+USB-C3+USB-A1:65W+20W+12W+12W 109W Max
制造商:努比亞技術有限公司

充電器配備可折疊國標插腳。

輸出端外殼采用透明機甲元素設計,配備3C1A四個USB接口,最多可同時為四個設備供電。

外殼一側印有DAO氘標識。

實測充電器機身長度為87.57mm。

高度為57.97mm。

厚度為31.29mm。

和蘋果140W氮化鎵充電器放在一起對比,努比亞這款要更小一些。

充電器拿在手上的大小直觀感受。

另外測得充電器重量約為244g。

使用ChargerLAB POWER-Z KM003C測得USB-C1口支持UFCS、FCP、SCP、AFC、SFCP、TFCP、QC3+/5、PD3.1、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、28V5A六組固定電壓檔位,3.3-11V5A、3.3-20V5A兩組PPS電壓檔位以及15-28V 140W AVS電壓檔位。

測得UFCS融合快充具備3.4-5.5V3A、5.5-11V3A、11-21V3A三組電壓檔位。

測得USB-C2口支持QC3.0/5、FCP、SCP、AFC、SFCP、PD3.0、PPS、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充電協議。

PDO報文顯示USB-C2口還具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五組固定電壓檔位,以及3.3-11V5A、3.3-20V5A兩組PPS電壓檔位。

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

PDO報文顯示USB-C3口還具備5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五組固定電壓檔位,以及3.3-11V2.7A一組PPS電壓檔位。

最后測得USB-A口支持QC3.0、FCP、SCP、AFC、SFCP、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充電協議。
努比亞氘鋒140W充電器拆解

將充電器輸入端外殼拆開,殼體采用超聲波焊接封裝,插腳與PCBA模塊通過導線連接通電。

將PCBA模塊取出,插腳使用螺絲進行固定。

實測PCBA模塊長度為82.3mm。

寬度為53.69mm。

厚度為25.83mm。

PCBA模塊覆蓋麥拉片以及散熱片,散熱片邊緣粘貼絕緣膠帶。

將散熱片拆下,麥拉片內側還有黑色導熱墊幫助導熱。

PCB板正面一覽,變壓器上貼有黑色導熱墊,此外和輸出小板間還設有麥拉片隔離絕緣,電容、電感等器件間縫隙填充白膠加固。

將白膠清理干凈,主板中心設有變壓器、主控芯片供電電容、濾波電容、固態電容等。

主板背面設有PFC升壓控制器、PFC升壓開關管、主控芯片、光耦、貼片Y電容、同步整流控制器以及同步整流管等器件。

PCBA模塊前端一覽,設有保險絲、NTC熱敏電阻、安規X電容、共模電感等,同時還設有一塊整流橋小板,小板背面設有兩顆整流橋。

將小板拆下,板子另一面設有另外兩顆安規X電容、共模電感、濾波電容以及濾波電感。

保險絲外套熱縮管保護。

NTC熱敏電阻同樣外套熱縮管。

綠色NTC熱敏電阻特寫,用于抑制上電浪涌電流。

安規X電容來自JURCC捷威,容量0.68μF。

共模電感雙線繞制,用于濾除EMI干擾。

另外兩顆安規X電容也是來自捷威電子,容量0.22μF。

另一顆共模電感特寫,兩級設計。

兩顆整流橋來自PY平偉,型號TBM810,規格為8A1000V,采用TBM封裝。

濾波電感特寫。

CBB22薄膜電容規格為1μF450V。

另一顆薄膜電容特寫,規格為0.47μF 450V。

主板一端設有PFC升壓電感以及高壓濾波電解電容,電容套有膠套保護。

另一端可以看到還有USB-C1口的二次降壓電感等器件。

PFC升壓控制器絲印3CCRTH,實際為安森美NCP1622,是一顆增強型臨界模式升壓PFC控制器,具備谷頻率折返,瞬態響應性能及轉換效率提升,外圍元件精簡。NCP1622將整流橋輸出的脈動直流電進行功率因數校正,為開關電源供電。

PFC升壓開關管來自英諾賽科,型號為INN650D150A,是一顆耐壓650V的氮化鎵高壓單管,瞬態耐壓750V,導阻150mΩ,采用DFN8*8封裝。INN650D150A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。

PFC升壓電感特寫。

PFC升壓整流管來自PANJIT強茂,型號MURC5J,是一顆5A,耐壓600V的超快恢復二極管。

絲印GN6M的PFC旁路二極管,耐壓1000V,額定電流6A,用于在接入電源時為濾波電容充電。

高壓濾波電解電容來自永銘,容量450V 100μF。

CBB21系列濾波電容特寫,規格為0.47μF 630V。

兩顆主控芯片供電電容來自綠寶石,規格為50V 10μF。

主控芯片采用東科半導體DK8715AD,這是一顆基于不對稱半橋架構,集成了兩顆氮化鎵功率器件的AC-DC功率開關芯片,其能夠在較大的負載范圍內實現原邊功率管ZVS,副邊整流管ZCS,從而提高電源系統效率。同時軟開關還可以降低功率管應力,內置全范圍抖頻電路,從而減小開關損耗并改善電磁干擾。
DK8715AD外圍精簡,可極大簡化AC-DC轉換器的設計和制造,尤其是需要高轉化效率和高功率密度的產品。DK8715AD 具備完善的保護功能:包括過載保護、輸出過壓保護、輸出短路保護、VCC過/欠壓保護、VS引腳異常保護、初級過流保護、過溫保護等。

DK8715AD支持最高800KHz開關頻率,前端帶有升壓PFC的情況下推薦功率為150W(高功率密度小體積應用場景),待機功耗小于50mW,具備自適應死區和關斷算法,無需外圍調節,外圍極致精簡,同時具備無鹵素特性,符合ROHs要求,并內置高壓啟動和X電容放電電路,可為系統提供更高的性能和可靠性。DK8715AD自適應四種負載模式,有效提高各負載段效率,通過搭載DK8715AD,可使設備效率最高可達95.4%。

DK8715AD典型應用圖
DK8715AD內置了兩顆650V增強型GaN HEMT,采用半橋驅動和AHB控制,內置半橋驅動電路以及不對稱半橋控制電路。上管部分采用自適應關斷技術,能夠在需要時實現自動關斷操作,而下管部分則采用自適應死區技術,有效地避免死區效應的發生。同時配備了多功能引腳,這些引腳可以用于退磁檢測、輸出OVP、Brown in/out等功能,還具有CS負壓采樣功能從而提高驅動穩定性。
DK8715AD采用DFN8*8的封裝形式,適用于高功率密度快速充電器、適配器、筆記本適配器、平板電腦適配器、電視電源、兩輪電動車充電器、通信電源、LED電源等領域之中。

變壓器特寫。

TD 1019光耦,用于輸出電壓反饋。

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TMY1681M。
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。

另一顆特銳祥貼片Y電容特寫,料號TMY1221K。

同步整流控制器絲印IBHJP,實際型號為MP6908A,來自MPS芯源半導體,最高工作頻率600KHz。支持DCM、CCM、QR、ACF多種工作模式,支持高側和低側應用,具備振鈴檢測防止誤開通。

兩顆同步整流管特寫,來自芯唐微,絲印XTMT12N110L。

高壓濾波電解電容來自綠寶石,規格為35V 680μF。

另一顆也是來自綠寶石,規格為35V 470μF。

濾波電感特寫。

輸出端一覽,左側垂直焊接一塊小板,3C1A四個USB母座均布局在小板上。

將小板拆下,正面設有USB-C2口降壓控制器、降壓電感、兩組固態濾波電容等。

背面設有USB-C1、USB-C3和USB-A的降壓控制器、降壓電感、同步降壓開關管以及輸出VBUS開關管。

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。
充電頭網拆解了解到,智融SW3566H此前還被安克65W 2C1A氮化鎵充電器、公牛240W 3C1A氮化鎵桌面充電器、綠聯300W 4C1A五口PD氮化鎵快充充電器、今翔140W 3C1A氮化鎵快充充電器、古石188W多口桌面充電器、TOMAX拓瑪140W 3C1A氮化鎵充電器等產品采用,芯片性能質量獲客戶一致認可。

同步降壓開關管來自AGMSEMi芯控源,型號AGM405AP1,是一顆耐壓40V的NMOS,導阻5.7mΩ,采用DFN3.3*3.3封裝。

另一顆在主板另一面,同樣為芯控源AGM405AP1。

降壓電感特寫。

兩顆濾波固態電容來自東佳,規格為35V220μF,用于USB-C1口二次降壓輸出濾波。

USB-C1口輸出VBUS開關管同樣采用芯控源AGM405AP1。

USB-C2口降壓輸出采用智融SW3556,這款芯片支持雙USB-C接口降壓控制,內部集成多種快充協議,支持7A大電流輸出,并支持雙口功率盲插和獨立限流。SW3556支持驅動低壓氮化鎵開關管,可進一步提升降壓電路效率,減小充電器的體積與散熱要求。

智融SW3556為同步整流降壓拓撲,支持40V輸入,內置同步整流降壓控制器,搭配使用硅MOS或氮化鎵開關管、電感電容等簡單的外圍器件,即可實現140W大功率輸出。內置的降壓控制器開關頻率為125KHz,支持PFM/PWM模式運行以優化轉換效率。
此外,智融SW3556支持引腳外接電阻來配置輸出功率以及動態功率分配,在開發多口快充電源產品時無需外置單片機,以此實現更精簡的外圍并降低成本。適用于車載充電器、多口充電器、插排等產品領域。

USB-C2接口二次降壓電路同步降壓開關管也是采用芯控源AGM405AP1。

另一顆芯控源AGM405AP1在輸出小板背面。

另一顆降壓電感外套絕緣管。

兩顆濾波固態電容來自綠寶石,規格為25V220μF。

USB-C2口輸出VBUS開關管也是使用芯控源AGM405AP1。

用于USB-C3和USB-A口的降壓芯片采用智融科技SW3537,芯片內部集成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雙口充電解決方案。
得益于芯片的高集成度,SW3537將傳統降壓方案中的協議芯片,同步降壓控制器和降壓MOS管全部集成在一個封裝內部,大大簡化了多口快充的電路設計,芯片支持A+C雙口快充應用,具備完善的保護功能。

智融科技SW3537資料信息。

4R7電感降壓電感特寫。

另外兩顆濾波固態電容來自永銘,規格為35V180μF。

USB-C3口和USB-A口輸出VBUS開關管都是采用銳駿RU3040,NMOS,耐壓30V

另一顆銳駿RU3040特寫。

三個USB-C母座特寫。

USB-A母座特寫。

全部拆解一覽,來張全家福。
充電頭網拆解總結

最后附上努比亞這款氮化鎵充電器的核心器件清單,方便大家查閱。
努比亞氘鋒140W四口氮化鎵快速充電器延續家族系列外觀設計,頂部透明外殼可見內部器件,相當硬核。新品配置3C1A四個USB接口,分別支持140W、100W、30W以及27W輸出,并支持65W+30W+20W、65W+20W+12W+12W等輸出策略,滿足蘋果MacBook、iPad、iPhone、Apple Watch、AirPods設備的同時快充需求,是目前氘鋒系列性能最強的新品,值得考慮。
充電頭網通過拆解了解到,這款充電器基于PFC+AHB電源架構設計,PFC電路采用了安森美NCP1622控制器搭配英諾賽科INN650D150A氮化鎵功率器件,開關電源使用東科半導體DK8715AD搭配MPS MP6908A的方案,四口輸出使用了智融科技SW3566H、SW3556和SW3537三顆降壓協議芯片。
濾波電容來自綠寶石、永銘和東佳,PCB板上器件焊接后填充白膠進行加固,保證長時間穩定運行。模塊整體覆蓋大型散熱片,主板背面以及變壓器還額外配置導熱墊更好進行散熱。做工與用料扎實可靠。


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