GaN(氮化鎵)功率器件被業(yè)界稱為第三代半導(dǎo)體材料,可以被應(yīng)用到充電器當(dāng)中,但是因?yàn)槌杀緝r(jià)格問(wèn)題,使用GaN的充電器還未普及。除了GaN(氮化鎵)之外,還有一種可用于充電器的Coolmos功率器件也很不錯(cuò),它兼顧了售價(jià)、設(shè)計(jì)、性能,比較均衡,適合運(yùn)用在充電器等產(chǎn)品中。
聯(lián)想(北京)公司近期便推出了一款USB PD充電器,正是采用了Coolmos功率器件;充電器外觀非常的修長(zhǎng)、小巧,像極了一支口紅,所以很多人稱它為“口紅電源”;它的功率最高可達(dá)65W,支持USB PD快充,可以用來(lái)充筆記本、平板、手機(jī)等多種數(shù)碼設(shè)備,受到了廣大用戶的關(guān)注、喜愛(ài),它就是thinkplus USB-C便攜電源適配器。這款充電器究竟為何能夠做的如此小巧如此便攜呢?接下來(lái)小編就通過(guò)拆解來(lái)為大家一一揭曉。
一、thinkplus充電器開(kāi)箱
thinkplus充電器包裝采用了天地蓋設(shè)計(jì)的硬紙盒,頂蓋為黑色,正面中間印制有充電器實(shí)圖,下方是“thinkplus”Logo,左上角是產(chǎn)品名稱。
左上角凹印黑色亮面“thinkplus USB-C便攜電源適配器”字樣特寫。
包裝盒底蓋面為紅色,標(biāo)注了產(chǎn)品的相關(guān)參數(shù):
型號(hào):PA65;
輸入:100V-240V~50/60Hz 1.5A;
輸出:5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/3.25A;
制造商:南京博蘭得電子科技有限公司;
監(jiān)制商:聯(lián)想(北京)有限公司。
打開(kāi)包裝,一眼就能看見(jiàn)thinkplus充電器。包裝內(nèi)部設(shè)有塑托,對(duì)充電器起固定保護(hù)作用。
盒內(nèi)共有充電器、數(shù)據(jù)線、說(shuō)明書三樣物品。
thinkplus充電器形狀為長(zhǎng)方體,十分修長(zhǎng),宛如一支口紅。表面采用了兩種不同的材質(zhì)工藝,上半部分為啞光,下面部分為亮面,并且印制了帶有小紅點(diǎn)元素“thinkplus”Logo。充電器插腳不可折疊。
thinkplus充電器的輸出接口是USB-C。
插腳所在面標(biāo)注了充電器參數(shù);
型號(hào):PA65;
輸入100V-240V~50/60Hz 1.5A;
輸出:5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/3.25A。
thinkplus充電器三圍大小:73mm*30mm*35mm。
比蘋果61W充電器小一半。
重量為120.8g,比蘋果61W充電器(208.2g)輕87g左右,攜帶更輕松。
最后小編試了下把thinkplus充電器插在墻插中使用,完全沒(méi)問(wèn)題,不會(huì)自行掉落,但是不能隨意亂動(dòng)它。
二、thinkplus充電器測(cè)試
1、協(xié)議檢測(cè)
使用ChargerLAB Power-Z FL001S測(cè)試儀進(jìn)行協(xié)議檢測(cè),thinkplus充電器支持USB PD、QC 2.0、QC 3.0快充。
2、PDO報(bào)文
PDO報(bào)文在業(yè)界又稱之為USB PD檔位分析,使用普通線材測(cè)試的話,從測(cè)試儀中的屏幕中可以看到,thinkplus充電器的USB PD協(xié)議版本為3.0,支持5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/3A五種輸出檔位。
換成帶有5A E-Marker的線材,從屏幕中可以看到普通線材測(cè)出來(lái)的20V/3A變成了20V/3.25A,這是因?yàn)槠胀ň€材無(wú)E-Marker最大電流上限為3A,超過(guò)3A需要使用5A?E-Marker的線材才能正常使用。
3、兼容性測(cè)試
thinkplus充電器支持市面上使用范圍最為廣泛的USB PD快充,最高輸出功率65W,在實(shí)際的表現(xiàn)中將會(huì)如何呢?接下來(lái)小編將會(huì)使用ChargerLAB Power-Z KM001C測(cè)試儀對(duì)其做一個(gè)充電監(jiān)測(cè),我們一起來(lái)看看吧。
【手機(jī)】
使用thinkplus充電器充iPhone XS Max,電壓9.2V,電流1.84A,功率16.95W,開(kāi)啟PD快充。
使用thinkplus充電器充iPhone XS,電壓9.2V,電流1.84A,功率17.03W,開(kāi)啟PD快充。
使用thinkplus充電器充iPhone XR,電壓9.2V,電流1.91A,功率17.62W,開(kāi)啟PD快充。
使用thinkplus充電器充iPhone X,電壓9.19V,電流1.58A,功率14.61W,開(kāi)啟PD快充。
【平板】
使用thinkplus充電器充iPad Air2,電壓5.2V,電流2.62A,功率13.67W,iPad Air2不支持PD快充,開(kāi)啟Apple2.4A協(xié)議充電。
使用thinkplus充電器充iPad Pro 10.5英寸,電壓15.23V,電流1.85A,功率28.27W,開(kāi)啟PD快充。
使用thinkplus充電器充新款iPad Pro 11英寸,電壓15.23V,電流2.11A,功率32.28W,開(kāi)啟PD快充。
【筆記本】
使用thinkplus充電器充MacBook Pro 13英寸 2018款,電壓20.31V,電流2.7A,功率54.86W,開(kāi)啟PD快充。
在給戴爾XPS13充電時(shí),電腦系統(tǒng)內(nèi)會(huì)提示:不識(shí)別您連接到系統(tǒng)的C型USB設(shè)備的相關(guān)警告。小編充了個(gè)大約10分鐘,并沒(méi)有出現(xiàn)斷開(kāi)、打嗝的情況,當(dāng)前電壓20.34V,電流2.21A,功率45.1W,開(kāi)啟PD快充。
三、聯(lián)想thinkplus充電器拆解
剛開(kāi)始使用嘗試使用橡皮錘將充電器外殼的聲波焊接砸開(kāi),但聲波焊接非常牢固,直到端面蓋板被砸出裂痕了也沒(méi)有打開(kāi),最后不得已使用切割外殼的方式打開(kāi)。
打開(kāi)端面蓋板的時(shí)候,已經(jīng)碎成了兩片,隱約可見(jiàn)充電器內(nèi)部的PCBA。
映入眼簾的是USB-C接口,使用一塊小的PCB板固定,豎直安裝插在主控PCBA上,旁邊是兩顆固態(tài)電容,輸出濾波之用;電容后面是黃色膠帶部分為變壓器。
抽出內(nèi)部PCBA模塊,有四個(gè)面都使用散熱片包裹,散熱片分兩塊,其中一塊散熱片包裹了三個(gè)面,主要是用于變壓器等插件元器件的散熱。
另外一塊散熱片為主控PCB板上的貼片元件散熱,在散熱片上貼了很多的膠帶,用于絕緣。
準(zhǔn)備先把緊貼主控PCB板的散熱片拆掉,在這塊散熱片的右下鍵有一個(gè)焊點(diǎn),其余部分為導(dǎo)熱膠貼合。
卸下散熱片,除了金屬內(nèi)側(cè)還貼有一塊塑料絕緣擋板,在靠近初級(jí)輸入端的位置還加了絕緣膠帶,保證絕緣可靠性。散熱片與PCB板之間使用了兩塊粉色導(dǎo)熱墊,其中一塊是給初級(jí)開(kāi)關(guān)管用的,另一塊是給次級(jí)同步整流管用的,兩個(gè)功率器件發(fā)熱量比較大。
清理完導(dǎo)熱膠之后,整塊主控PCB板看起來(lái)非常干凈,黑油工藝,初次級(jí)之間印有“POWERLAND”字樣;制板日期為2018年9月20日,非常新。
接下來(lái)為大家詳細(xì)介紹一下主控PCB板上的主要貼片元器件:
先從初級(jí)測(cè)開(kāi)始,在主控PCB板上沒(méi)有看到整流橋,就從初級(jí)主控芯片起,來(lái)自Leadtrend通嘉科技的PWM控制器,型號(hào)LD5763GS。通過(guò)查詢充電頭網(wǎng)了解到,通嘉LD5763GS是一款綠色模式PWM IC,內(nèi)置有采用SOP-8封裝的輸入/輸出功能。它最大限度地減少了元件數(shù)量,電路空間,并降低了電源應(yīng)用的總體材料成本。具有HV啟動(dòng),綠色模式省電操作和內(nèi)部斜率補(bǔ)償,軟啟動(dòng)功能,可最大限度地降低功耗并提高系統(tǒng)性能。
同時(shí)通嘉LD5763還具有完整的保護(hù)功能,如OPP(過(guò)功率保護(hù)),OVP(過(guò)壓保護(hù)),快速OSCP(輸出短路保護(hù))和欠壓/欠壓保護(hù),可防止電路在異常情況下?lián)p壞條件。 具有頻率交換和軟驅(qū)動(dòng)功能,可降低噪聲并改善EMI,應(yīng)用領(lǐng)域包括開(kāi)關(guān)AC/DC適配器以及電池充電器開(kāi)放式框架開(kāi)關(guān)電源。+
在初級(jí)PWM控制器旁邊初級(jí)開(kāi)關(guān)管,來(lái)自infinoen英飛凌,型號(hào)IPL60R365P7。這也就是大家口中的Coolmos,采用ThinPAK 8x8封裝。
infinoen英飛凌IPL60R365P7詳細(xì)規(guī)格參數(shù)。
再來(lái)看次級(jí),同步整流管同樣使用了一顆infinoen英飛凌的MOS,型號(hào):BSC098N10NS;100V 9.8m ohm,Vth 3.8V max。
infinoen英飛凌BSC098N10NS5詳細(xì)規(guī)格資料。
同步整流管上面絲印“IAZEH”的六角芯片為同步整流控制器,MPS美國(guó)芯源半導(dǎo)體的MP6908,Sot23-6,支持CCM。
充電頭網(wǎng)了解到,雖然通嘉科技和MPS都有初級(jí)PWM控制器和次級(jí)同步整流控制瓷器,但在聯(lián)想thinkplus充電器中還是將初級(jí)PWM控制器和次級(jí)同步整流控制器分開(kāi)成兩家供應(yīng)商。而在以往拆解的充電器產(chǎn)品中,也有不少品牌是采用了MPS的同步整流控制方案,得到了市場(chǎng)的認(rèn)可。
MP6908詳細(xì)規(guī)格參數(shù)。
初級(jí)與次級(jí)之間隔了很寬的安全距離,中間是一顆光耦。采用Weltrend偉詮WT6636F作為USB-C接口控制器。充電頭網(wǎng)了解到,偉詮WT6636F是一顆通過(guò)USB-IF協(xié)會(huì)USB PD3.0(PPS)認(rèn)證的協(xié)議芯片(TID號(hào):1080018),不過(guò)應(yīng)用在充電器產(chǎn)品中,這還是第一次看到。
型號(hào)為AON7544的輸出開(kāi)關(guān)MOS。
以上就是主控PCB板上的主要貼片元件的介紹,下面繼續(xù)拆解另外一塊散熱片。
這塊散熱片使用了三個(gè)焊點(diǎn)固定,使用焊臺(tái)一一解開(kāi)。
取下散熱片之后,可以看到內(nèi)側(cè)對(duì)應(yīng)變壓器的位置貼有粉色導(dǎo)熱墊。在初級(jí)插件元器件側(cè)外圍使用了一塊塑料絕緣擋板,增強(qiáng)絕緣性能。
取下塑料絕緣板,可見(jiàn)初級(jí)插件元器件之間使用了大量的導(dǎo)熱膠,固定成一個(gè)整體,提高強(qiáng)度。
從變壓器上的標(biāo)簽來(lái)看,變壓器組件由DVE帝聞提供,輸出端兩顆固態(tài)電容的規(guī)格分別為25V 680uF和25V 470uF。
兩顆藍(lán)色Y電容分別焊接在兩側(cè)是PCB板上,初級(jí)只使用了一顆電解電容,采用橫向布置。輸入大電容和變壓器幾乎占了PCBA三分之二的體積。
電解電容固定在小塊PCB板上,組成一個(gè)插件模塊;PCB板上貼有粉色導(dǎo)熱墊。
粉色導(dǎo)熱墊下面是初級(jí)整流橋。
拆下初級(jí)電解電容及整流橋模塊。
清理完導(dǎo)熱膠之后,可見(jiàn)電容品牌為AISHi艾華。
因?yàn)槭菃晤w電容,所以個(gè)頭比較大,容量為400V 100uF,滿足大功率輸出的要求。
繼續(xù)拆下對(duì)側(cè)的PCB模塊,上面有共模電感,一顆Y電容以及一個(gè)慢熔保險(xiǎn)絲。
慢熔保險(xiǎn)絲規(guī)格,3.5A 250V。
輸入端的安規(guī)X電容。
嘗試將固定USB-C接口的PCB板拆下來(lái),但是沒(méi)成功,只能將USB-C接口拆下來(lái)看看。
變壓器與PCB板之間也使用了大量導(dǎo)熱膠。
到此,充電器全部拆解完畢。
充電頭網(wǎng)拆解總結(jié)
可以肯定的是,聯(lián)想這款thinkplus充電器無(wú)論是外觀設(shè)計(jì)還是內(nèi)部用料及做工,都算得上是USB PD充電器中的精品。雖然沒(méi)有用到最新的GaN技術(shù),但口紅的外觀設(shè)計(jì)讓產(chǎn)品看起來(lái)小了不少;得益于極致的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),才能把內(nèi)部PCBA緊密地塞到了殼體內(nèi)。
在用料方面,這款充電器采用了通嘉科技的主控PWM芯片,搭配英飛凌的Coolmos及其他元器件實(shí)現(xiàn)AC-DC轉(zhuǎn)換;次級(jí)側(cè)也用到了英飛凌的同步整流管以及MPS的控制器;并使用了偉詮的USB PD3.0(PPS)芯片實(shí)現(xiàn)協(xié)議識(shí)別功能,協(xié)會(huì)認(rèn)證,產(chǎn)品兼容性有保障,輸入采用二級(jí)EMI濾波,不會(huì)對(duì)周圍的設(shè)備造成干擾;同時(shí)內(nèi)部大面積使用導(dǎo)熱貼,加強(qiáng)充電器的散熱性能。


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