充電頭網從供應鏈獲悉,芯茂微近日推出了一款專用于氮化鎵快充的高性能同步整流控制器LP35118V,并基于LP35118V開發了一套65W 2C1A氮化鎵快充充電器,以便展現該芯片的性能。下面充電頭網就對這款充電器進行拆解,看看其內部具體是如何設計的。
一、芯茂微65W氮化鎵充電器外觀

這款充電器采用長條柱體造型設計,機身殼表面鋼琴烤漆工藝處理,整體潔白光滑。

充電器輸入端采用可折疊美規插腳。

輸出頂面配有2C1A三個接口,分別采用黑色膠芯和綠色膠芯。

機身一側還設有一顆LED指示燈。

使用游標卡尺實測充電器機身長度為77.28mm。

寬度為32.89mm。

厚度為36.85mm。

充電器拿在手上的直觀感受。

重量約為129g。

使用ChargerLAB POWER-Z KT002檢測USB-C1口輸出協議,顯示支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP協議,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PE2.0、PD3.0、PPS多個快充協議。

除此之外,其PDO報文顯示USB-C1口具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五組固定電壓檔位,以及3.3-11V5A和3.3-21V3A兩組PPS電壓檔位。

使用KT002檢測發現USB-C2口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP、QC、AFC、FCP、SCP、PE2.0、PD3.0協議。

此外還具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五組固定電壓檔位。

最后檢測USB-A口輸出協議,顯示支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP、QC、AFC、FCP、SCP、PE2.0協議。

使用充電器USB-C1口給蘋果Macbook Pro 16充電,實測充電功率為20.08V 3.22A 64.6W,成功開啟65W PD快充。

另外使用USB-C2口來充電,同樣測得充電功率達64.6W,一樣可以開啟65W PD快充。

最后使用USB-C1口給iPhone 12 Pro充電,充電功率為9.13V 2.53A 23.06W,成功開啟PPS快充。
二、芯茂微65W氮化鎵充電器拆解

將輸入端外殼拆開,PCB板背面貼有導熱墊。

正面覆蓋U型黃銅散熱片和絕緣板。

PCB板正面元器件采用三段式布局,中間變壓器、輸出端二次降壓小板上均貼有導熱墊。
經過對充電器電路觀察后發現,充電器采用了開關電源定壓輸出,多路獨立降壓多口輸出的設計架構。這款充電器具體為USB-C1以及另外1A1C分兩路獨立二次降壓、三個接口輸出。下面從輸入端開始深入了解整個電路設計情況。

輸入端一覽,設有保險絲、兩級共模電感、安規X電容、濾波電感、工字電感、五顆濾波電容,輸入端也采用焊接小板策略,立體布置,節省空間。

延時保險絲規格為3.15A 250V。

共模電感雙線繞制,用于濾除EMI干擾。

共模電感兩線繞制,外套熱縮管絕緣。

安規X電容來自STE松田電子。

輸入端小板上設有三顆高壓濾波電解電容。

背面設有兩顆整流橋。

RJBF310整流橋特寫,設計兩顆用于均攤發熱。

小板上的兩顆高壓濾波電解電容為Econd品牌,規格都是400V 22μF。

第三顆來自KSJ雙嘉富。

規格為400V 33μF。

主板上還有兩顆,Econd品牌,規格也都是400V 22μF。

工字電感特寫。

主控芯片供電電容來自承興,規格為50V 10μF。

充電器主控芯片為ON安森美NCP1342,這是一顆高頻初級PWM控制器,內置主動X2電容放電和多重完善的保護功能。

充電頭網通過拆解了解到,采用安森美NCP1342主控芯片的還有小米55W氮化鎵充電器、華碩65W氮化鎵充電器、OPPO新款65W超級閃充氮化鎵充電器、一加65W Warp閃充充電器、堅果65W單C口氮化鎵充電器、閃極100W 3C1A氮化鎵快充充電器、聯想thinkplus 65W氮化鎵口紅電源Pro、小米120W超級快充、iQOO 120W閃充充電器、傲基100W氮化鎵快充、聯想90W閃充雙口氮化鎵充電器等。

GaN開關管來自珠海鎵未來科技有限公司,型號G1N65R240PB。

G1N65R240PB采用PQFN8*8封裝,耐壓650V,導阻240mΩ,柵極支持±18V工作電壓,簡化驅動器設計,適用于高頻緊湊的QR或ACF反激架構,適合半橋降壓/升壓,圖騰柱PFC電路或逆變電路,適用于高頻高效LLC或其他軟開關拓撲。

變壓器特寫,側面貼有信息標簽。

CT 1019光耦,用于初級次級通信,反饋調節輸出電壓。

貼片Y電容均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。
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,采用特銳祥貼片Y電容的產品還有第一衛20W快充小冰粒充電器、OPPO 65W超級閃充氮化鎵充電器、聯想90W氮化鎵快充、貝爾金20W氮化鎵PD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、飛頻65W USB PD氮化鎵充電器、羅馬仕65W USB PD氮化鎵充電器、鴻達順65W 2C1A氮化鎵快充充電器等多款產品,性能獲得客戶一直認可。

輸出抗干擾藍色Y電容。

輸出端三個USB母座均使用小板垂直焊接,夾在母座和變壓器之間的是同步整流輸出濾波固態電容。

芯茂微次級同步整流控制器LP35118V。該芯片采用SOT23-6L封裝,適用于隔離開關電源應用;支持正激和反激拓撲架構,支持DCM和CCM工作模式,并具有超快的關斷速度,可以減小CCM工作模式下的開關損耗。同時,LP35118V還內置VCC供電技術,確保無需輔助供電,在不同輸出下正常工作。

芯茂微LP35118V最高耐壓可達200V,可使用邏輯電壓驅動的NMOS,內置專有的整流橋導通技術,具有超快的關斷速度以及可調節的同步整流管關閉閾值。LP35118V內置VCC欠壓保護、過壓鉗位、驅動噪聲抑制等功能、外圍元件精簡、適用于充電器和適配器的同步整流。

新功率次級同步整流MOS管NCEP065N12AGU,NMOS,耐壓120V,DFN5x6封裝。

新功率NCEP065N12AGU資料信息。

同步整流輸出濾波固態電容,規格為25V 820μF。

USB-C1母座所在小板背面設有兩路二次降壓電路,均采用智融SW3516H+銳駿RUH4040M2方案。

小板正面電感以及固態電容成對設置,用于兩路二次降壓電路降壓以及輸出濾波。

一顆無絲印MCU,用于接口輸出功率智能分配。

采用一顆智融SW3516H主控芯片作為USB-C1接口的降壓控制和協議識別。
智融SW3516H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。其集成了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。

充電頭網通過拆解發現,SW3516H還被華碩65W 2C1A氮化鎵充電器、努比亞65W氘鋒三口氮化鎵快速充電器、雷柏65W GaN快充、綠聯65W 4C口氮化鎵快充充電器、聯想90W閃充雙口氮化鎵充電器、鴻達順120W四口2C2A快充等多款產品采用,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。

外掛兩顆MOS管來自銳駿半導體,型號為RUH4040M2,耐壓40V,用于為USB-C1口輸出同步整流降壓。

銳駿RUH4040M2詳細資料。
充電頭網了解到,采用銳駿MOS的產品還有華碩65W 2C1A氮化鎵充電器、雷柏65W GaN快充、綠聯65W 4C口氮化鎵快充充電器、鴻達順120W四口2C2A快充、摩米士65W 2C1A氮化鎵快充充電器、倍思45W 1A1C氮化鎵充電器、倍思120W氮化鎵+碳化硅PD快充充電器等多款產品采用。

這顆智融SW3516H主控芯片作為另外1A1C接口的降壓控制和協議識別。

同樣外掛兩顆銳駿RUH4040M2用于輸出同步整流降壓。

威兆 VS3622DE 雙NMOS,耐壓30V,這里作為USB-C2和USB-A口的輸出VBUS開關管。

威兆 VS3622DE 資料信息。
充電頭網了解到,威兆MOS還被WIZ 96W USB PD快充超級充電站、畢亞茲2C1A 65W氮化鎵充電器、華為20W電荷泵快充充電器、vivo 33W FlashCharge2.0快充充電器、小米原裝30W快充充電器、紫米65W USB PD迷你充電器等數十款電源產品采用。

磁環降壓電感外套熱縮管絕緣。

另一顆磁環電感特寫。

同步整流降壓輸出濾波固態電容,規格為25V 220μF。

另一顆規格也是25V 220μF,外套熱縮管絕緣。

USB-C1母座特寫,過孔焊接。

USB-C2母座特寫。

USB-A母座特寫,舌片前端設有特殊觸點。

全部拆解完畢,來張全家福。
充電頭網拆解總結
基于芯茂微LP35118V設計的這款充電器機身為長條柱狀,配備可折疊插腳和2C1A接口,支持QC、AFC、FCP、SCP、PE2.0、PD、PPS快充協議,兼容性很好。兩個USB-C口均支持最大65W快充,可為筆記本充電,C1口還支持PPS快充,可滿足iPhone 12全速充電需求。
充電頭網通過拆解了解到,這款充電器開關電源部分,由安森美NCP1342搭配鎵未來科技有限公司的氮化鎵功率芯片G1N65R240PB,以及芯茂微LP35118V搭配新功率同步整流管組成;輸出端采用智融SW3516H+銳駿RUH4040M2進行二次降壓輸出。基于上述方案設計,充電器采用三段式布局結構,層次清晰,輸入輸出均設有小板以充分利用內部空間縮小產品體積。


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