前言
知名電腦品牌華碩推出了一款全新的100W氮化鎵充電器,這款充電器采用長條機身設計,白色外觀。充電器具備2C1A三個輸出接口,并且支持功率分配功能,能夠為筆記本電腦提供100W PD快充,或者65+30W雙口輸出,同時滿足筆記本電腦和手機充電需求,節(jié)省時間。
這款充電器內(nèi)置氮化鎵器件,內(nèi)部使用堆疊工藝,體積相比傳統(tǒng)充電器顯著縮小。同時還配備折疊插腳,便于攜帶和收納。下面充電頭網(wǎng)就帶來華碩這款氮化鎵充電器的拆解,看看內(nèi)部的工藝和用料。
華碩100W氮化鎵充電器開箱

包裝盒正面印有產(chǎn)品名稱、100W以及外觀圖,風格十分簡約。

背面印有產(chǎn)品參數(shù)、華碩電腦股份有限公司地址、聯(lián)系方式以及產(chǎn)品認證等信息。

包裝內(nèi)含充電器、使用說明書以及保修卡。

充電器經(jīng)典柱狀造型以及白色配色,外殼主要進行磨砂處理,可以有效抗指紋,產(chǎn)品整體風格簡約。

腰身右端一小部分區(qū)域亮面處理,也是比較常見的設計。

外殼上印有ASUS品牌。

另一面下方印有100W字樣,可以直觀了解產(chǎn)品最大輸出功率。

插腳對應區(qū)域外殼內(nèi)凹設計,可以方便用戶將插腳取出,算是細節(jié)設計。

輸入端外殼上印有充電器參數(shù)
型號:AC100-02
輸入:100-240V~50/60Hz 1.5A
輸出:
USB-C1:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A
USB-C2:5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A
USB-A:5V3A、9V2A、12V1.5A、20V1.5A
USB-C1+USB-C2:65W+30W
USB-C1+USB-A:65W+30W
USB-C2+USB-A:12W+12W(5V4.8A 24W Max)
USB-C1+USB-C2+USB-A:65W+12W+12W
總功率:100W
充電器通過了FCC、PSE、TUV認證,以及VI級能效認證。

充電器配備可折疊美規(guī)插腳,攜帶方便。

輸出端配備2C1A接口,均為黑色膠芯,USB-C1接口旁還印有筆電標識,表示可以滿足筆記本電腦100W大功率充電。

測得充電器機身高度為83.87mm。

寬度為35.14mm。

厚度為43.08mm。

和蘋果96W充電器對比大小,體積優(yōu)勢明顯。

另外測得充電器凈重約為217g。

使用ChargerLAB POWER-Z KM003C測得USB-C1口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、SFCP、PD3.0、Apple 2.4A、Samsung 5V2A充電協(xié)議。

并且具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五組固定電壓檔位。

測得USB-C2口同樣支持FCP、AFC、QC3.0、SFCP、PD3.0、Samsung 5V2A充電協(xié)議。

同時具備5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五組固定電壓檔位。

測得USB-A口支持FCP、AFC、QC3.0、SFCP、Samsung 5V2A充電協(xié)議。
華碩100W氮化鎵充電器拆解
看完了華碩這款氮化鎵充電器的外觀和性能測試,下面就進行拆解,看看內(nèi)部的設計和用料。

首先沿充電器折疊插腳側接縫拆開外殼,殼體之間采用超聲波焊接。

抽出內(nèi)部PCBA模塊,模塊纏繞膠帶絕緣固定。

模塊輸入端焊接一塊小板,通過導線焊接連接折疊插腳供電。

輸出端對應各個接口焊接小板及對應的降壓電路,充分利用空間,并打膠固定及散熱。

使用游標卡尺測得PCBA模塊不包括折疊插腳的長度約為67.81mm。

PCBA模塊寬度約為30.55mm。

PCBA模塊高度約為38.28mm。

撕下纏繞的膠帶,開始觀察PCBA模塊,PCBA模塊由7塊PCB焊接組成,左側小板焊接輸入保險絲和EMI電路,PFC升壓電感和LLC變壓器使用銅箔屏蔽,并纏繞高溫膠帶絕緣,右側為降壓輸出小板,焊接降壓電路和USB-C以及USB-A母座。

另一側可以看到垂直小板焊接的共模電感與安規(guī)X2電容,PFC升壓電感焊接在垂直小板上,左側為降壓小板,焊接降壓電感,濾波電感和輸出濾波電容。

PCBA模塊背面焊接一顆MCU,貼片Y電容,兩顆PFC開關管和PFC整流管,以及兩顆整流橋。

在側面的小板上焊接一顆PFC+LLC控制器,下方焊接兩顆LLC開關管,右側焊接同步整流控制器和同步整流管,白色貼片光耦用于輸出電壓反饋。其中四顆開關管均來自英諾賽科,PFC整流管來自泰科天潤。
通過對PCBA模塊正反面的觀察發(fā)現(xiàn),華碩這款100W氮化鎵充電器采用PFC+LLC+SR開關電源架構設計,PFC進行功率因數(shù)校正,LLC電源輸出固定電壓。輸出通過兩路獨立的降壓電路,實現(xiàn)三個接口的獨立快充。下面我們就從輸入端開始了解整個充電器的設計和用料。

將PCBA模塊完全拆分,可以看到內(nèi)部元器件均為穿插布置,布局緊湊,空間利用率極高。

充電器輸入端一覽,焊接一塊垂直小板用于輸入濾波。

焊下小板,小板焊接保險絲,兩級共模電感,安規(guī)X2電容和差模電感。

小板背面焊接X2電容放電電阻。

輸入端延時保險絲來自誠潤電子,規(guī)格為3.15A 250V。

共模電感采用漆包線和絕緣線繞制。

安規(guī)X2電容來自KNSCHA科尼盛,規(guī)格為0.33μF。

差模電感采用磁環(huán)繞制,外套熱縮管絕緣。

第二級共模電感采用漆包線和絕緣線繞制。

輸入端整流橋WRLSB80M來自深圳市沃爾德實業(yè)有限公司,這顆軟橋通過較軟的恢復曲線,比較平滑的關斷特性,可以降低二極管結電容達到非常少的諧波振蕩產(chǎn)生的效果。選用的LSB封裝,擁有良好的散熱特性,幫助中大瓦數(shù)適配器提升可靠性,單顆可做60W+。

沃爾德 WRLSB80M 資料信息。
充電頭網(wǎng)拆解了解到,沃爾德的軟橋還被摩米士100W 2A2C氮化鎵快充、努比亞1A1C 45W氘鋒氮化鎵快速充電器、公牛65W PD快充插座、麥多多2C1A 65W氮化鎵充電器、鴻達順65W 氮化鎵充電器、OPPO 50W餅干氮化鎵快充、ROCK 65W氮化鎵充電器等多款快充產(chǎn)品采用,產(chǎn)品性能獲得客戶一致認可。

一顆薄膜濾波電容規(guī)格為0.47μF 450V。

濾波電感采用磁環(huán)繞制,外套熱縮管絕緣。

另一顆濾波電容焊接在PFC升壓電感的小板上。

小板焊接薄膜電容,另一面焊接PFC升壓電感。

另一顆薄膜濾波電容規(guī)格為0.47μF 450V。

電源主控芯片采用MPS HR1211,是一顆多模式PFC和電流模式LLC二合一控制器,將傳統(tǒng)芯片方案需要2-3顆芯片才能實現(xiàn)的功能集成在一顆芯片內(nèi)部,PFC控制器支持CCM和DCM工作模式。
HR1211采用數(shù)字環(huán)路控制,芯片參數(shù)可靈活配置。支持高壓啟動和智能X電容放電,PFC級支持最高250KHz工作頻率,LLC級內(nèi)置600V半橋驅(qū)動器,內(nèi)部集成自舉二極管,工作頻率高達500KHz,支持豐富的保護功能。

PFC升壓開關管采用英諾賽科INN650DA260A氮化鎵開關管,使用兩顆并聯(lián)。這是一顆高性價比、耐壓650V的氮化鎵高壓單管,瞬態(tài)耐壓750V,得益于工藝改進,性能有明顯的提升,適用于65-120W的反激架構,120-200W的LLC架構。
INN650DA260A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(yè)應用要求,內(nèi)置ESD保護,符合RoHS、無鉛、歐盟REACH法規(guī)。

充電頭網(wǎng)拆解了解到,英諾賽科氮化鎵功率開關管還有INN650DA02、INN650DA04等型號,并被SPRUCE 140W 3C1A無線充二合一充電座、安述240W氮化鎵+碳化硅適配器、QCY 65W 2C1A氮化鎵快充、聯(lián)想小新100W雙C口氮化鎵快充、努比亞120W 2C1A三口氮化鎵快充、紅魔手機6 Pro標配120W PD氮化鎵快充、REMAX 100W氮化鎵充電器、摩米士100W 2A2C氮化鎵快充、魅族65W氮化鎵充電器等多款產(chǎn)品采用,芯片質(zhì)量獲得市場認可。

與氮化鎵開關管串聯(lián)的貼片電感特寫。

用于檢測PFC開關管電流的取樣電阻,絲印R050,為50mΩ。

PFC升壓電感粘貼銅箔屏蔽,并纏繞高溫膠帶絕緣。

PFC整流管來自泰科天潤,型號G3S06505C,是一顆耐壓650V,5A電流的碳化硅二極管,采用TO252封裝。

用于PFC旁路的S3MB二極管,在電源上電時通過二極管為高壓電容充電。

高壓濾波電容來自藍寶石,規(guī)格為68μF420V。

LLC開關管來自英諾賽科,與PFC開關管型號相同,均為INN650DA260A。

另一顆型號相同,兩顆組成LLC半橋。

側面小板正面一覽,焊接諧振電容,諧振電感,LLC變壓器,濾波電容和熱敏電阻。

諧振電容來自全鵬電子,規(guī)格為0.01μF 630V。

諧振電感特寫,纏繞高溫膠帶絕緣。

變壓器采用ATQ2413骨架,嚴密纏繞膠帶絕緣。

為主控芯片供電的濾波電容規(guī)格為100μF 25V。

檢測充電器內(nèi)部溫度的熱敏電阻,用于過熱保護功能。

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(chǎn)品中,料號TMY1101K。
特銳祥專注于被動元器件的研發(fā)、生產(chǎn)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(wǎng)了解到,特銳祥貼片Y電容除了被貝爾金、安克、QCY、聲麗、麥多多、OPPO、聯(lián)想、努比亞、倍思、海陸通、第一衛(wèi)等品牌的數(shù)十款快充產(chǎn)品使用,此外還被伊戈爾40W LED驅(qū)動電源、長虹42英寸智能網(wǎng)絡電視42P3F內(nèi)置電源、卓飛航45W氮化鎵超快墻充等產(chǎn)品使用,性能獲得客戶一致認可。

CT1018光耦用于輸出電壓反饋。

同步整流控制器來自MPS,型號MP6924A,是一顆LLC同步整流控制器,具有更強的抗干擾度和快速關斷功能,可兼容CCM/DCM模式。MP6924A內(nèi)部集成了兩個同步整流控制器,分別用于LLC兩個次級線圈輸出的整流應用,適用于LLC轉(zhuǎn)換器同步整流應用。

兩顆同步整流管來自恒泰柯,型號HGN046NE6AL,NMOS,耐壓65V,導阻3.8mΩ,采用DFN5*6封裝。

輸出側焊接濾波電容,濾波電感。USB-A和USB-C母座均焊接在垂直小板上,小板上焊接降壓電路。

USB-C接口小板通過排針連接到USB-A接口小板。

輸出濾波固態(tài)電容來自云星,規(guī)格為470μF 25V,兩顆并聯(lián)。

用于濾波的磁環(huán)電感,使用雙線繞制。

輸出降壓小板一面焊接磁環(huán)降壓電感,濾波磁環(huán)電感和輸出濾波電容。

另一面焊接降壓主控芯片,降壓開關管,電流取樣電阻和VBUS開關管。

降壓電路的主控芯片采用智融SW3516H,用于進行降壓控制和協(xié)議識別。智融SW3516H是一款高集成度的多快充協(xié)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。
SW3516H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(xié)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(xié)議雙口充電解決方案。

充電頭網(wǎng)通過拆解發(fā)現(xiàn),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(lián)65W 4C口氮化鎵快充充電器、聯(lián)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(chǎn)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。

搭配使用的同步降壓管來自萬代半導體,型號AON7544,NMOS,耐壓30V,導阻4.1mΩ,采用DFN3*3封裝。

磁環(huán)降壓電感特寫。

VBUS開關管絲印R3,采用PDFN3*3封裝。

輸出濾波電容規(guī)格為220μF 25V。

輸出濾波電感采用雙線繞制。

USB-C母座金屬殼上有KRCONN字樣,表明母座來自精睿科技。

USB-C母座采用過孔焊接固定,黑色膠芯不露銅。

另一塊降壓小板布局相同。

背面同樣采用智融SW3516H搭配降壓開關管的設計,這塊小板同時負責USB-C和USB-A口輸出,VBUS開關管使用兩顆。

降壓主控芯片采用智融SW3516H。

降壓開關管采用AON7544。

降壓磁環(huán)電感特寫,涂膠固定。

輸出濾波電容規(guī)格為220μF 25V。

VBUS開關管絲印R3,兩顆分別對應USB-C和USB-A接口。

輸出濾波電感采用雙線繞制。

USB-C母座采用過孔焊接固定,黑色膠芯不露銅。

USB-A母座焊接在垂直小板上,右側焊接濾波磁環(huán)電感。

通過背面的走線,USB-A母座供電由連接的排針提供。

磁環(huán)濾波電感特寫。

USB-A母座采用黑色膠芯,正負極加寬設計。

一顆無標MCU用于接口功率自動分配控制。

全部拆解一覽,來張全家福。
充電頭網(wǎng)拆解總結
華碩這款100W氮化鎵充電器采用白色長條形機身設計,配備折疊插腳,便于攜帶和收納,充電器具備2C1A三輸出接口,單口輸出時支持100W功率輸出,雙口同時使用時支持65+30W輸出,可滿足日常手機和筆記本電腦同時充電需求,十分實用。
充電頭網(wǎng)通過拆解了解到,這款充電器內(nèi)部采用PFC+LLC+DC-DC的架構設計,PFC和LLC開關管均采用英諾賽科INN650DA260A氮化鎵開關管,配合泰科天潤碳化硅二極管整流,輸出使用兩顆恒泰柯的低壓MOS管用于同步整流,電源初級主控芯片和同步整流控制器均來自MPS芯源半導體。
開關電源采用固定電壓輸出,輸出采用二次降壓電路,分別使用兩路智融SW3516H降壓輸出,實現(xiàn)三路快充輸出。充電器高壓濾波電容來自藍寶石,輸出全部采用固態(tài)電容濾波,PCBA模塊采用多塊PCB焊接組成,充分利用內(nèi)部空間,整體設計緊湊,空間利用率非常高。


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