紫米10號是紫米去年12月推出的一款金屬外殼20000mAh充電寶,支持QC3.0、FCP、USB PD等快充協議,可給筆記本、手機、Switch充電。
全漢PD20000充電寶,同樣具有金屬外殼和20000mAh容量,支持USB PD和QC3.0,總輸出高達80W,可以說是USB PD充電最強的存在。
BestKEY PD移動電源主體采用黑色殼體打造,配以玫瑰金色邊框作為點綴,這個角度可以看到一共帶有三個接口。
羅馬仕SENSE6+是繼SENSE6后推出的又一款電商爆品,也是首款100元左右的20000mAh USB PD充電寶。
一、拆解看內在美
1、紫米10號
一共3個接口,分別是兩個USB-A,中間是Type-C負責雙向充電跟輸出。
底部是參數印刷,江蘇紫米生產,電池容量可以看到是20000mAh,輸入5-20V 45W,輸出Type-C 5-20V 最大40W。TYPE-A 2×5.0V 2.4A,9.0V 2A,12V 1.5A MAX18W。
外殼是1.5MM厚的鋁合金,很結實,完全不能無損打開,只能通過暴力撬開。
側面看到鋁合金外殼的厚度,里面是一個膠盒。
雙面黏住的,打開非常吃力。
鋁合金外殼很里面的塑膠盒是用膠水強力黏住的,不是逐步剪開基本上是打不開的。
好不容易拆掉一片,里面隱約看到有紫皮電池,外殼跟膠盒每個位置是黏住的。
鋁質外殼全部拆開。
條狀的塑膠保護片剪開。
充電頭網兩位編輯,從1月9日凌晨3點39分開始對ZMI 10號移動電源進行拆解。中途歷經種種磨難,兩人絞盡腦汁歷時兩個小時,終于窺得廬山真面目。
PCB部分。
全部碎片。
鋁合金外殼已經是碎片了。
拆解后看到電池組,LG3350的18650電池,一共六節,加起來電池組是20000mAh的容量。
電池組另外一面。
串聯的電池組,電池組為2串3并結構,鎳帶與電池之間有硬質塑料隔離架,確保安全。
底部鎳帶電焊工藝。
PCB部分,首先映入眼簾的是一塊L型黑色PCB,這和小米16000雙口輸出的布局接近,使用3顆螺釘固定。同時電池組上仍舊有PACK信息標貼,電路板側保留著一貫的NTC電池溫度檢測,在非正常溫度下會切斷連接確保安全。
電池為2串3并設計,黑線負極,紅線正極,藍線中間抽頭。這一面集成了ABOV單片機,GL850G USB2.0 HUB芯片,3顆天鈺FP6601Q,Intersil ISL95538,TI的那顆大電流降壓就是TPS51225C。
圖中,藍色為TI TPS51225C, 白色框為ABOV單片機,黃色框為GL850G,紅色框為Intersil ISL95538。
TI TPS51225C 絲印編號1225C。
TI TPS51225C實際上有雙路同步整流輸出,這里只使用了一路,作為5V輸出,可以看到第二組MOSFET的驅動輸出都沒有走線。下面的拆解繼續證實只用了一路輸出做降壓。

紫米這個電源電池2串,效率曲線按照灰色的8V來看,在1-4A的輸出電流范圍內,效率都達到了95%以上,非常高的效率。
Intersil ISL95538主控芯片是這款電源的重頭戲,更是這個電源可以20V輸出的核心,在蘋果最新的newMacBook中也有使用。也許有人會問,這電源為什么我沒看到紫米常用的BQ25895之類的充 電芯片,我告訴你,這顆芯片,是一顆雙向H橋同步整流升降壓芯片,可以為移動電源輸出設定的電壓,反過來,也可以從輸出口取電為內置電池充電。

Intersil ISL95538的H橋架構為這款移動電源提供了強大的輸出能力,足以吊打市面上20000mAh移動電源。同時,其輸出電壓由i2c總線或者SMBus總線編程,具有極高的可靠性。

3顆天鈺FP6601Q,負責3個端口的QC3.0支持。這是一款明星識別芯片,占據了QC3.0移動電源的大部分份額。在支持QC3.0的同時,向下兼容QC2.0,支持5V設備的自動識別,最后還解決了華為FCP移動電源過少的老大難問題。
創惟GENESYS GL850G,常見的一款USB HUB芯片,在這個移動電源里面,將兩個A口作為筆記本外設就是靠它來實現的。它旁邊那顆12M貼片晶振,也賦予了它強大的穩定性。


ABOV F6432AUB單片機 ,根據ISL95538的總線和附近的3只6601Q來看,單片機最少具有2路以上的內置AD采樣。多個電子開關將對應端口反饋電壓切換 到單片機內AD,再轉換成數字通信模式傳送至升降壓控制器,設定輸出電壓。數字總線具有高可靠性,不易被干擾,通用性強大等諸多優點。

Fairchild可編程Type-C/USB PD控制器FUSB302。

Fairchild的USB Type-C解決方案FUSB302可滿足各種各樣的 USB Type-C應用要求。在產品選型時,具有可編程功能的器件,相比單一功能的識別,可以提供更多的選擇和靈活性。Fairchild的一些USB Type-C解決方案具有基本的功能,比如可以檢測連接、定向和設備類型(雙角色端口、下行端口和上行端口),而進階方案則可支持更多高級功能。 這些高級功能包括數據角色交換、功率角色交換、硬復位、軟復位、有源電纜支持、供應商自定義消息(VDM)數據包傳輸和高達100W的高功率充電。

正面芯片介紹完以后,我們接下來看反面。反面是一些MOSFET和兩個電感,其中一個10*10電感為ISL95538使用,另外一個7*7規格的電感,自然就是TPS51225C的5V輸出降壓電感了。
下面將主板放大,可以看到按鍵和電量指示燈。按鍵依舊沿用側面風格,因為頂部使用了Type-C接口,電量指示燈也移植到側面了。電感打膠固定兼顧散熱。可以看到很多個DFN3*3的小MOS管,下面為大家詳細介紹。
6個豎排下來的MOSFET是東芝的TPCC8104,PMOS用來切換兩組輸出,每個輸出口2個,3個輸出口共計6個。TSON Advance提供更好的性能。大電感附近的MOS是AON7534,負責同步整流升降壓。另外TPS51225C的降壓也是這個管子。兩顆合金電阻,提供比陶瓷電阻更大的耐過流能力。AON7534具有較低的導通內阻,較低的Ciss,適宜于應用到DC/DC設備上。3*3mm的小封裝節省占板面積。
ZMI 10號移動電源在每個端口依舊做了負載檢測和過流保護,前面看的TPCC8104只是為了切換是從降壓上輸出5V還是輸出QC3.0的其他電壓。
.
2、全漢PD20000
.
全漢PD20000從型號上就可以得知,這是一款容量為20000mAh的移動電源,殼體材質使用鋁合金制作,表面陽極黑處理。
使用帶有PD輸出探測的POWER-Z KM001 USB監測儀對全漢PD20000進行PD輸出電壓檔探測,從KM001屏幕上可見到,全漢支持5個PDO電壓檔,分別是5V3A/9V3A/12V3A/15V3A/20V3A。
全漢PD20000移動電源與大多數鋁合金移動電源裝配方式類似,把面板輕輕撬起后就可以看到4顆十字螺絲。
擰出十字螺絲后把限位擋板拿出來后,鋁合金外殼與內構盒推拉分離,可以無損拆解。
打開內構盒,上下合蓋方式裝配。
內構盒材質為阻燃防火PC+ABS,這種材質具有很大強度保證堅固度,同時還有一定韌性受到沖擊時也不會發生斷裂。
使用了8顆18650組成通過2并4串組成電池組,電芯噴碼ISE18650 3.7V 2600mAh。
電池組PACK工藝較好,一體性強,沒松松垮垮感,每串電池都有耐高溫硅膠線連接每一串檢測電芯電壓,避免單串過充過放。
在殼體上粘附了一大塊高分子導熱硅膠墊,把PCB上高發熱器件的發亮勻熱后傳遞到殼體上進行散熱。
鎳帶點焊牢固,電池與鎳帶之間做好了青稞紙絕緣處理。
PCB正面一覽。
PCB背面一覽。
賽普拉斯 Cypress CYPD 2122,PD通訊握手IC。
上海南芯SOUTHCHIP SC8802升降壓充放電控制器。南芯SC8802擁有超寬范圍輸入輸出電壓。它可支持從2.7V到30V的應用范圍,涵蓋QC3.0最低電壓到USB-PD最高輸出級別輸出。滿足客戶從1節到6節鋰電池的不同需求。當系統需要從電池組放電時,SC8802能夠反向輸出所需電壓,同樣可輸出低于,高于或者等于電池組電壓值。南芯SC8802可以升壓,降壓或者升降壓,并可用外部電阻調節開關頻率, 電池電壓設置值以及輸入輸出限流值,最大限度地在滿足不同應用需求的同時簡化設計。這使單口TYPE-C大功率輸出成為了可能。同時南芯SC8802系列支持包括輸入限流,輸出限流,動態輸入功率調節,內部最高電流限流,輸出過壓保護,短路保護以及過溫保護等一系列保護功能以確保系統能適應各種異常情況。
USB-A口支持QC3.0等多種快充輸出,由FT4RKK搭配NY6SC組成, 前者是天鈺FP6601Q多協議快充芯片, 后者是矽力杰sy8105同步降壓IC。
25V220μF電解電容下面是一條遮光海綿,里面每顆指示燈都是一個隔艙避免串光。
接口細節。
撕開絕緣用的青稞紙看看電池組保護板部分。
日本精工多串鋰電池保護IC S-8254A。
六顆 新潔能NCE20P45Q MOS,滿足大電流充放的需求。.
3、BestKEY??19500mAh
.
BestKEY PD移動電源主體采用黑色殼體打造,配以玫瑰金色邊框作為點綴,這個角度可以看到一共帶有三個接口。
玫瑰金配色邊框。
殼體表面三角紋路,有一定防滑作用。
左側是MicroUSB輸入接口,支持QC2.0快充輸入。
右側是電量激活按鈕,可以看到面板上有4顆藍色LED電量指示燈。
頂部面板左邊是常見的USB-A輸出接口,支持QC3.0輸出;右邊是支持雙向PD的USB-C型接口。
三圍尺寸來說就比較驚人了,左右手對比簡直可以以1抵3。置富PD移動電源長寬厚為:175mm * 82.1mm * 22.7mm,重量為460g。
背部銘牌信息如下,容量:19500mAh、MicroUSB輸入(QC2.0):5V3A / 9V2A / 12V1.5A、Type-C輸入(PD2.0):5V3A / 9V3A / 12V2.5A 15V2A 20V2.25A(MAX)、USB-A輸出(QC3.0):5V3A 9V2A 12V1.5A(MAX)、Type-C輸出(PD2.0):5V3A / 9V3A / 12V2.5A 15V2A 20V2.25A(MAX)。
使用POWER-Z KT001 對 USB-A 輸出接口進行快充協議輪詢檢測,實測USB-A輸出支持QC2.0、QC3.0。
POWER-Z KT001 USB-C PD報文如圖。
USB-C 最大輸出功率實測高達 19.5V 2.49A,48.7W。
置富PD移動電源殼體采用全卡扣設計,卡口寬大韌性高,只要你夠小心就可以做到無損拆解。
卡口細節。
LED導光條與遮光海綿。
粉色底蓋三條突起限位柱比較細小,雖然電池組是被雙面膠粘附在殼體上并不怎么會滑動,但遇到掉落等情況時,電池收到沖擊力可能會撞擊這三根限位柱,軟包電池是比較怕遭遇擠壓的,可能會導致內部出現短路刺穿等問題,強烈建議廠家改善一下,把這3根限位柱做成寬大片式,并在電池周邊貼上緩沖海綿墊。
電池組采用了深圳賽驕陽能源的3串軟包電芯,單片容量6500mAh(3片總容量19500mAh),串聯起來就是容量6500mAh、能量72.15Wh、放電平臺11.1V的電池組。噴碼:SJY 6071129 6500mAh 11.1V,HH17 20170908 72.15Wh。
NTC溫度探頭直接放在電池體身上,測溫保護會更加準確。
PCB正面一覽。
PCB背面一覽。
USB-A母座細節。
USB-C母座細節。
MicroUSB母座細節。
HTL6023A,是一顆用于12.6V三串電池組的鋰電保護板IC。
電池組保護板由四顆4410 MOS管組成,左上角8205通到D+D-,用來做USB-A的短接/DCP兼容識別,右上角的Q1是USB-A輸出互鎖/保護。
四顆美國泰德Techcode TDM3452,同步整流升降壓電路部分mos管。(有一顆在背面)
四顆美國泰德Techcode TMD3307,用作MicroUSB輸入、USB-C輸入/輸出切換。
常州華威Chang 220uF 35V 電解電容。

方案采用了蘇州易能微EASEPOWER EDP3010,易能微電子EDP3010芯片可以支持各種電源拓撲結構,升降壓結構可以支持多串電池并帶電池均衡功能,充放電效率可以輕松做到94%以上,可以支持高達100W的快充應用。芯片內部還集成了充放電管理模塊、電量計、LED指示模塊,電池均衡模塊,以及溫度保護,電池過充和過放保護,輸出過壓/欠壓/短路保護,電流過流保護,充/放電反向電流保護,適配器欠壓保護等多重安全保護功能,該芯片方案是目前效率非常高,元件較少。
.
4、羅馬仕SENSE6+
.?

擁有20000mAh容量的羅馬仕sens6+的體型看起來并不大,與iPhone 8 Plus差不多。

ChargerLAB POWER-Z KT001測得Type-C接口支持輸出,符合USB PD3.0規范。具備5V/2A、9V/2A、12V/1.5A三種輸出,最大輸出能力18W。

USB-A口支持Apple、QC2.0、QC3.0、FCP等會快充協議。

sense6+移動電源外殼同樣是卡扣結構,拆解起來比較容易。sense6+采用的是是鋰離子電池,外殼內側非常平整、光滑,這樣也是為了避免電池包受損。

與sense4+不同的是,sense6+的動力部分由兩款10000mAh的鋰離子電池包并聯組成,20000mAh的大容量電池確保了足夠的續航時間。電池四周以及上下表面均貼有泡沫膠,起到防震抗摔的有用。正負極部分由馬拉膠帶包裹,絕緣措施比較到位。

升降壓部分,PCB板正面非常干凈,零星分布著幾個電子元件,四顆LED電量指示燈同樣使用黑色海綿隔開。并沒有使用鎳帶連接電池,而是采用一紅一黑的兩根銅質導線。

PCB板這正面可見三個不同類型的充電接口;電感、芯片、觸點了開關等元器件有序排布。

MicroUSB、Type-C、USB-A三個接口依次排開,其中USB-A接口為綠色舌片,寓意為支持快充。

PCB板依舊非常小,這都歸功于多合一的電源芯片。這種用料少、小尺寸的PCB設計,一方面讓板子看起來更加精簡、更加節省空間,降低成本;另一方面使得在成品結構設計時擁有更大的靈活性。

sense6+使用的電源芯片同樣是采用SW6103,有珠海智融科技提供。

SW6103是一顆高集成度的雙向快充移動電源專用多合一芯片,支持PD3.0、QC3.0、FCP、PE、SFCP等快充協議。
.
二、四款充電寶硬件大比拼
1、主控芯片架構
紫米10號采用ISL95538雙向同步升降壓芯片,提供45W輸出功率。
全漢PD20000采用南芯SC8802雙向同步升降壓芯片,提供65W輸出功率。
BestKEY 19500mAh采用的易能微EDP3010雙向同步升降壓方案,芯片具有可重構理念,提供45W輸出功率。
羅馬仕sense6+由于輸出功率較小,采用了智融SW6103一體化芯片,18W輸出功率。
值得一提的是,在這幾款USB PD移動電源芯片當中,僅有智融SW6103不是升降壓架構;但它主打USB PD手機充電市場,憑借著高集成度設計,讓20000mAh充電寶拉到了百元以下。
2、協議芯片
紫米10號內置兩種識別芯片,分別是Fairchild FUSB302,負責USB PD識別;天鈺FP6601Q,使每個接口都有QC3.0支持。
全漢PD20000采用Cypress CYPD2122協議芯片。
BestKEY 19500mAh采用的協議芯片內置在了EDP3010主控里。
羅馬仕sense6+采用智融SW6103多合一芯片,內置協議識別芯片。
3、電芯類型
紫米10號采用6節18650鋼殼電芯通過兩串三并組成電池組,電芯是韓國LG F1L,單節容量3350mAh,放電平臺3.63V,最大放電倍率1.5C(4.8A)。
全漢PD2000采用8節18650鋼殼電芯通過四串二并組成電池組,電芯噴碼ISE18650 3.7V 2600mAh。
BestKEY??19500mAh在電芯方面采用3串軟包電芯,單片容量6500mAh(3片總容量19500mAh),串聯起來就是容量6500mAh、能量72.15Wh、放電平臺11.1V的電池組。
羅馬仕sense6+采用兩片軟包電芯并聯組成電池組,雖然并聯單鋰4.2V升壓的效率上不及上面幾個大功率品牌多串方案,但手機充電場景使用已經足夠。
4、設計水平
紫米10號采用復雜的塑料結構制作出上下內框架,PCB與每顆獨立的電芯都被牢固的鎖定位置,表面再使用高粘性膠粘附鋁合金外殼,整體性非常強,空間利用率高,而且使用的電池能量密度也較高,所以紫米10號體積也是幾款產品里最小的。編輯評語:拆解困難、強度出色、外觀精細。
全漢PD20000也使用了常見的鋁合金外殼搭配推拉式內框架設計,上下兩塊塑料結構件把電芯跟PCB包裹起來,并且帶有一大塊導熱軟硅膠墊把大功率轉換時產生的熱量傳遞給殼體,大功率下使用也不用擔心會過熱。
BestKEY??19500mAh采用了塑料外殼,搭配聚合物電芯,重量、便攜方面非常有優勢。
羅馬仕sense6+殼體與常見的羅馬仕移動電源差不多,都是PC+ABS殼體制作,有一定韌性可以抵抗沖擊力,耐磨性也不錯。
5、成本分析
紫米10號、全漢PD20000、BestKEY??19500mAh屬于同一梯隊,同步雙向升降壓的加持,加上20000mAh的容量,以及秒殺傳統移動電源的輸出能力,成本自然會比常見移動電源高。
羅馬仕sense6+與上面幾個怪獸不同,是按照18W功率設計制造的,功率并不高,所以并未采用串聯電池組,而是使用4.2V電池組,珠海智融SW6103全整合方案兼顧了開關充電與升壓輸出,連握手識別功能、電量指示與周邊控制功能也包含在內。羅馬仕sense6+只為手機服務,18W功率也夠大部分手機使用了,盡可能產品降低成本讓PD快充產品售價平易近人是sense6+的最終目標。
三、從四款充電寶看去
歷經數周的準備,充電頭網(公眾號:chongdiantou001)拆解了四款USB PD快充移動電源,對比了核心芯片,為我們呈現了諸多產業鏈信息。
這幾款20000mAh USB-PD快速充電移動電源是市面上較為有代表性的產品,大家都各有特色,從售價上就決定了他們并非直接競爭對手,最早上市的ZMI紫米10號自然口碑最高,在iPhone 8還未發布前就因為任天堂switch支持PD充電而火了一波,紫米10號內建USB HUB,方便在充電的時候連接外設,紫米10號面向的用戶群體較廣,玩法多變,售價適中。而全漢PD20000則是性能怪獸,上市就要做到業界NO.1,80W輸出65W輸入實在是無人能敵,如果你想要一個性能最強的PD移動電源,那么全漢PD20000就是你的首選。
BestKEY??19500mAh主要走海外市場,國內見得不多。羅馬仕sense6+則是為iPhone 8量身定做,它只支持18WPD充電,勝在售價百元出頭可以讓目標人群輕松買買買,也是幾款產品里少有帶MicroUSB 快充輸入接口的,對舊設備用戶十分友好。這幾款USB PD移動電源個性都十分突出,相信大家看完后都可以根據自己需求選擇到喜歡的一款產品。
1、隨著手機、游戲機、筆記本等越來越多的設備支持USB PD充電,小容量的充電寶越來越顯得不夠用,80W甚至以后的100W大功率充放電也對充電寶的容量提出了要求,20000mAh容量成為未來主流選擇之一。
2、新老接口、協議過渡期間,USB PD充電寶除了引進Type-C接口之外,仍將保留USB-A接口和MicroUSB接口,同時支持的快充協議也逐漸增多。
3、30W以下普通功率充電寶傾向于使用低成本、高集成、全兼容的方案,30W以上的高功率傾向于使用多顆芯片的組合方案,成本也更高。
4、從最開始的無國產芯片方案可用,到如今國產電源芯片獨領風騷成為市場主流,USB PD的爆發促進了配套產業鏈的不斷完善,對于整個行業以及用戶來說都是極大利好。
5、國產芯片和進口芯片各有優勢,呈百家爭鳴之勢。
6、最后,關于USB PD快充的落地普及,需要全產業鏈豐富應用設備和配套配件,搭建完善生態鏈,充電頭網呼吁行業齊心,共同發力。
相關閱讀:


http://m.xtzz.cc/







