最近氮化鎵市場的發展勢頭越來越猛,繼火爆的65W氮化鎵充電器之后,近期多款100W級氮化鎵快充陸續發布,針對不同的應用場景,給用戶帶來更多的選擇。在100W氮化鎵快充產品布局方面,Baseus倍思率先響應,發布一款120W 2C1A氮化鎵充電器。

不僅是上市快人一步,倍思這款充電器還是全球首款120W氮化鎵 (GaN)+碳化硅(SiC) 充電器。兩個USB-C口性能上完全一致,單口最大支持100W PD快充,支持盲插使用。此外5A PPS以及兼容全協議使得這款產品適用性十分強悍。功率智能調整以及120W總輸出使其能夠為多臺設備同時充電。

此前充電頭網已經第一時間對這款產品進行了充電評測,下面就和大家分享其詳細的拆解,一起來看看充電器內部如何設計的。

一、倍思120W氮化鎵充電器外觀

包裝盒采用倍思典型黃白配色,頂部帶有掛鉤方便懸掛展示,正面印有Baseus品牌、充電器外觀圖、GaN、Mini Quick Charger和C+C+U 120W等字樣。

盒子背面是產品使用場景圖以及相關參數信息。

側面則是接口和技術標識。

包裝盒內部使用塑料盒來固定保護充電器。

包裝內全部東西一覽,充電器機身包裹防刮塑料膜,輸出端外殼上貼有防塵貼紙,附送收納袋和數據線。

C to C數據線使用魔術扎帶捆扎整理;線纜采用TPE材質,黑色設計更耐臟;兩頭均做了抗彎折處理,且塑料殼磨砂設計方便用戶插拔使用。

實測整根線纜長約110cm。

使用ChargerLAB POWER-Z KM001C檢測,顯示該線纜帶有E-Marker芯片,電力傳輸能力為20V/5A,數據傳輸能力為USB 2.0。

倍思這款120W氮化鎵充電器采用PC阻燃材質黑色外殼,機身表面啞光處理,上下端棱邊為光滑弧面過渡,輸入端配備可折疊國標插腳,外觀設計簡約。

頂部一角設計有Baseus品牌logo,相鄰側面上印有120W GaN字樣。

輸入端外殼上標注有充電器的參數信息
型號:CCGAN120C
輸入:110-240V~50/60HZ 3.0A
USB-C1/C2輸出:3.3-20V/5A、5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A
USB-A輸出:4.5V5A、5V4.5A、5V3A、9V3A、12V2.5A、20V1.5A
USB-C1+USB-C2:60W+60W(5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3A)
USB-C1/C2+USB-A:87W+30W(C1/C2:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V4.35A;
USB-A:4.5V5A、5V4.5A、5V3A、9V3A、12V2.5A、20V1.5A)
USB-C1+USB-C2+USB-A:60W+30W+30W(USB-C1:5/9/12/15/20V3A;USB-C2:5/9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A;USB-A:4.5V5A、5V4.5A、5/9V3A、12V2.5A、20V1.5A)
生產商:東莞市寶錸珀通訊科技有限公司
產品已經通過了3C認證。

使用游標卡尺實測充電器機身長94.17mm。

寬度為55.56mm。

厚度為30.11mm。通過充電器三維可算出體積為157.5cm3,功率密度達到0.76W/cm3。

和蘋果96W充電器大小直觀對比,倍思這款充電器更“瘦”也更“高”一些。

充電器凈重約為218g。

使用ChargerLAB POWER-Z KT002檢測USB-C1口的輸出協議,顯示支持Apple 2.4A、Samsung 5V/2A、DCP協議,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP多個快充協議。

除此之外,其PDO報文顯示USB-C1口還支持USB PD3.0快充標準,具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五組固定電壓檔位以及3.3-21V/5A一組PPS電壓檔位。

使用KT002檢測發現USB-C2口支持的協議和USB-C1口的一樣,同樣支持Apple 2.4A、Samsung 5V/2A、DCP、QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP這些協議。

除此之外,其PDO報文顯示USB-C2口也支持USB PD3.0快充標準,具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五組固定電壓檔位以及3.3-21V/5A一組PPS電壓檔位。

最后使用KT002檢測發現A口同樣支持全協議。這款充電器的三個接口兼容性非常好,而且C1和C2口單口輸出或者和A口同時輸出的情況下,性能完全一樣,盲插使用非常方便。

二、倍思120W氮化鎵充電器拆解

將輸入端外殼拆開,插腳和PCB板通過AC導線連接通電,導線兩端打膠絕緣。

板子正面上端設有黑化純銅散熱片和絕緣隔離板。

PCB板正面整體一覽,輸入端設有APFC功率因數校正電路;變壓器、電感電容和輸出端小板等打膠處理,變壓器頂部涂有導熱膠。

PCB板背面同樣設有散熱片和絕緣隔離板。

PCB板背面一覽,主要發熱芯片打膠處理,幫助導熱。

經過對充電器正背面電路分析發現,倍思2C1A 120W氮化鎵充電器內部采用APFC升壓后為LLC開關電源供電,開關電源定壓輸出,同步整流,三路同步整流降壓三路獨立輸出的設計架構。三口輸出功率智能調整分配。下面我們就從輸入端開始一一了解各元器件的信息。

輸入端一覽,共模電感和X電容等元器件打膠加固。

延時保險絲規格為3.15A 250V。

藍色壓敏電阻特寫。

共模電感雙線繞制,用于濾除EMI干擾。

另一個共模電感采用扁平銅帶繞制。

安規X電容容量0.47μF。

板子側面一覽,元器件之間采用膠水加固。

輸入端整流橋特寫,GBU808。

濾波電感和輸出小板靠近,所以包裹絕緣膠帶進行保護。

紅色薄膜電容特寫,474J 耐壓450V。

整流橋旁邊小板上有一顆芯片。

安森美 NCP1616A1 PFC控制器,驅動NV6127,配合SiC二極管,用于功率因數校正。

安森美 NCP1616A1 詳細資料。

PFC開關管采用氮化鎵功率芯片,納微NV6127,相比NV6117散熱升級,更大的散熱焊盤,125mΩ導阻,內置驅動器支持10-30V供電。最高支持2MHz開關頻率。

納微 NV6127資料信息。

PFC升壓電感特寫,側面貼有信息標簽。

碳化硅二極管,用于PFC升壓整流,來自香港 Alpha power,ACD06PS065,6A 650V。

板子另一側,三顆輸入濾波電容外套絕緣管,變壓器旁邊設有一塊小板。

三顆昱光電解電容規格均為450V 27μF,尺寸10*18mm。工作溫度范圍:-40℃~105℃,具備抗雷擊、耐紋波、高頻低阻等優勢,可以為快充優化產品結構、提升組裝工藝發揮作用。

PWM主控芯片供電電容同樣由昱光電子提供,規格為25V 220μF。產品為環保鉆石藍色,產品尺寸5*11mm,溫度-40~105℃,壽命為3000小時。具備耐紋波、高頻低阻等優質特性,是氮化稼120W的最佳組合。

旁邊的小板背面絲印有信息。

正面是一顆PWM主控芯片。

PWM主控芯片采用安森美NCP13992,LLC架構,固定電壓輸出,轉換效率更高。

安森美NCP13992資料信息。

另外還有兩顆納微NV6115組成LLC半橋。該芯片內置驅動器以及復雜的邏輯控制電路,170mΩ導阻,耐壓650V,支持2MHz開關頻率,采用5*6mm QFN封裝,節省面積,得益于NV6115內置驅動器,無需外置驅動器,更加節省PCB空間。

納微半導體 NV6115 詳細資料。

充電頭網拆解了解到,采用納微半導體NV6115的還有小米GaN充電器Type-C 65WRAVPower 45W GaN PD充電器、ROxANNE 1A1C 66W氮化鎵充電器、Anker PowerCore Fusion PD超極充等產品。

絲印6003M。

變壓器特寫,頂部噴碼有信息。

一顆黃色諧振電容,103J630V。

一顆濾波電感,使用絕緣膠帶包裹絕緣。

CT 1019光耦特寫,橫跨在初級和次級之間,用于初級次級通信,調節反饋輸出電壓。

四川特銳祥科技股份有限公司的貼片式Y電容具有體積小、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。

據了解,特銳祥貼片Y電容產品具備可靠性高、抗振能力強、焊點良率高、高頻特性好、可減少了電磁和射頻干擾等特性,同時還易于實現自動化生產,提高生產效率,節省材料、能源、設備、人力、時間成本。在滿足空間集約和性能條件的前提下,整體成本比傳統更有優勢??梢詮V泛應用于消費類電子、計算機和通信、工業電器、汽車電子、新能源、航天軍工等行業領域,目前已在全球范圍內取得CQC認證、UL認證、VDE認證、ENEC認證,安規500V、ISO9001等相關認證。 

Y電容詳細資料信息。

另一個變壓器旁邊是固態電容和濾波電感等元器件。

兩顆NCP4306 同步整流控制器,用于LLC架構輸出的同步整流。

安森美 NCP4306 詳細資料。

兩顆AOS萬代次級同步整流MOS,型號AON6268,NMOS,耐壓60V。

AOS AON6268資料信息。

兩顆同步整流輸出濾波固態電容,規格均為25V 560μF。

濾波電感特寫。

輸出端一覽,三個母座均使用小板垂直焊接,板子打膠加固。

三塊板子拆下一覽,均設有降壓電感和濾波固態電容。

另一面一覽,板子上面還都設有一顆智融SW3516降壓協議IC以及兩顆銳駿RUH4040M2同步整流降壓MOS。三塊板子設計上可以說是一模一樣。

一顆無絲印芯片,用于三口輸出功率智能調節。通過充電頭網實測發現,USB-C1、USB-C2支持功率盲插功能,并性能完全一致,任意單一插入都能獲得100W滿載輸出??梢娺@一功能,由圖中這顆MCU對兩個USB-C口進行了智能協調。

下面以其中一塊小板為例介紹各元器件的信息。

采用智融SW3516主控芯片作為三個USB接口的降壓控制和協議識別。

智融SW3516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、低壓直充等多種快充協議,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??蓮V泛應用于USB PD雙口快充車充、USB PD雙口快充充電器以及USB插排等產品。

外掛兩顆銳駿半導體MOS,型號為RUH4040M2,NMOS,耐壓40V,用于為接口輸出同步整流降壓。

Ruichips銳駿RUH4040M2詳細資料。

另一面一顆RUH4040M2特寫。

降壓電感外套熱縮管絕緣,配合SW3516進行降壓;固態電容規格為25V 220μF。

USB-A口的輸出濾波固態電容規格為25V 180μF。

USB-A母座特寫。

全部拆解完畢,來張全家福。

充電頭網拆解總結

Baseus倍思這款120W氮化鎵充電器造型上采用扁平修長ID風格,是全球首款120W氮化鎵 (GaN)+碳化硅(SiC) 充電器,消息一出便引起業界高度關注。全協議、5A PPS以及高達120W的總輸出功率,也讓其成為在售氮化鎵充電器中的性能王者。

這款充電器配備的2C1A三個接口均支持QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP快充協議,兩個C口還具備5V/9V/12V/15V20V和5A PPS電壓檔位,性能一致支持盲插使用。兼容協議多,電壓檔位齊全,60W+30W+30W充電模式使其能滿足多臺設備同時快充的需求。

充電頭網通過拆解發現,這款充電器內置PFC升壓電路,采用安森美NCP1616作為功率因數校正控制器,消除大功率充電器對電網的污染。開關電源部分由安森美NCP13992搭配納微氮化鎵功率芯片以及次級同步整流控制器FAN4306搭配萬代MOS組成,LLC架構,固定電壓輸出;三個接口均使用智融SW3516進行二次降壓和協議識別控制輸出,并且三個USB接口的輸出功率由一顆MCU來實現功率智能分配。

此外PCB板正背面元器件大多注膠處理,而且還配有隔離板和散熱片,增強內部穩定性和散熱性能;輸入輸出端電容外套絕緣管,二次濾波固態電容的設置保證輸出純凈。充電器內部細節講究,整體做工扎實。

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