前言
隨著氮化鎵技術的不斷進步,氮化鎵器件在快充上的應用,賦予了快充新的活力。氮化鎵的加持,提升了轉換效率,降低了散熱需求,使得充電器的體積得到大幅縮減,并且還可以實現方塊或者超薄的外觀設計,滿足不同消費者的需求。
充電頭網拿到一款超薄設計的氮化鎵充電器,這款氮化鎵充電器為雙USB-C接口,總輸出功率65W,單個接口支持65W輸出,并支持功率盲插和功率自動分配,支持同時為手機和電腦快充。下面就對這款氮化鎵充電器進行拆解,看看內部的做工和用料。
華中科技65W氮化鎵充電器外觀

充電器采用時下熱門扁平造型設計,通體白色外殼,表面磨砂抗指紋,機身邊角過渡圓潤。

機身正面右上角應有GaN 65W字樣。

此外還設計有一個黑色標貼,頂面亮面并印有MGC字樣,邊緣倒角啞光處理。

機身背面印有產品規格參數。

充電器參數特寫
型號:HZ-LP008
輸入:100-240V~50/60Hz 1.5A
C1/C2單口輸出:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A
PPS:3.3-11V3A、3.3-20V2.25A
C1+C2輸出:45W+20W或20W+45W或30W+30W
制造商:深圳市華中科技有限公司
產品通過了CE、FCC認證。

充電器配備可折疊美規插腳。

端部配備兩個USB-C接口,均為橘紅色膠芯。

測得充電器機身長度為87.19mm。

寬度為53.56mm。

厚度為19.03mm。

充電器拿在手上的大小直觀感受。

另外測得充電器凈重約為101g。

使用ChargerLAB POWER-Z KM003C測得其中一個USB-C口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0/5、PD3.0、PPS、DCP、Apple 2.4A充電協議。

并且具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五組固定電壓檔位,以及3.3-11V5A、3.3-20V3.25A兩組PPS電壓檔位。

測得另一個USB-C口兼容協議相同。

此外PDO報文也完全一樣,兩個USB-C口接口性能一樣,支持功率盲插。
華中科技65W氮化鎵充電器拆解
看完華中科技這款氮化鎵充電器的外觀和測試,下面就進行拆解,看看內部的用料和設計。

首先沿殼體接縫撬開充電器外殼,殼體為卡扣固定。

PCBA模塊焊接銅片散熱,銅片粘貼膠帶絕緣。

在銅片下面還焊接一層散熱銅片,同樣粘貼膠帶絕緣。

使用游標卡尺測得PCBA模塊長度約為76.94mm。

PCBA模塊寬度約為43.94mm。

PCBA模塊厚度約為12.58mm。

PCBA模塊正面一覽,左下角焊接保險絲,安規X2電容,共模電感,高壓濾波電容,左上角焊接高壓濾波電容和差模電感,對應折疊插腳的位置沒有焊接元件,降低厚度。右側為平面變壓器,磁芯纏繞膠帶絕緣。在變壓器下方焊接固態濾波電容,右側焊接降壓電感和USB-C母座小板。

PCBA模塊背面左側焊接整流橋,對應高壓濾波電容位置鏤空降低厚度。中間焊接氮化鎵控制器,氮化鎵開關管,同步整流控制器,同步整流管,左側焊接協議芯片,同步降壓控制器,開關管和反饋光耦。
通過對充電器PCBA模塊的觀察發現,這款充電器采用反激開關電源設計,同步整流,固定電壓輸出。輸出通過兩路獨立的降壓電路,由協議芯片分別控制降壓轉換器調節輸出電壓,并進行功率自動分配。下面我們就從輸入端開始了解各個元器件的信息。

輸入端保險絲規格為3.15A 250V。

黑色NTC熱敏電阻用于抑制插電的浪涌電流。

安規X2電容來自JURCC捷威,規格為0.33μF。

共模電感采用漆包線繞制。

輸入端兩顆WRMSB40M整流橋來自深圳市沃爾德實業有限公司,規格為4A 1000V。WRMSB40M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生的效果。

沃爾德 WRMSB40M 詳細資料。
充電頭網了解到,沃爾德軟橋還被OPPO 50W餅干氮化鎵快充、鴻達順65W 氮化鎵充電器、飛頻65W USB PD氮化鎵充電器、ROCK 65W氮化鎵充電器、麥多多65W氮化鎵充電器、麥多多30W 1A1C快充充電器等多款產品采用,性能獲得客戶的一致認可。

一顆高壓濾波電容來自新中元,規格為22μF400V。

差模電感采用磁環繞制,外套熱縮管絕緣。

另一顆高壓濾波電容規格為56μF400V。

開關電源主控芯片采用南芯科技SC3021C,滿足各類高頻QR快充需求。SC3021C專有GaN直驅設計,省去外置驅動器或者分立驅動器件。集成分段式供電模式,單繞組供電,無需復雜的供電電路。內置高壓啟動及交流輸入Brown In/Out功能,集成了X-cap放電功能。SC3021C最高支持170KHz工作頻率,適用于繞線式變壓器。

南芯科技SC3021資料信息。
充電頭網拆解了解到,南芯SC3021x還被意象65W氮化鎵充電器、努比亞30W氮化鎵快充、古石科技迷你30W氮化鎵快充、創富源迷你33W 1A1C氮化鎵快充、睿元實業33W 1A1C氮化鎵快充、REMAX 30W氮化鎵快充等數十款產品采用,品質獲得客戶高度認可。

初級開關管采用英諾賽科INN650D02氮化鎵功率芯片,額定耐壓為650V,峰值耐壓750V,導阻低至0.2Ω,符合JEDEC標準的工業應用要求,支持ESD保護,支持開爾文源極。最高工作溫度150℃。
INN650D02 “InnoGaN”開關管高頻特性好,且導通電阻小,適合高頻高效的開關電源應用,采用DFN8*8封裝,具備超低熱阻,散熱性能好,適合高功率密度的開關電源應用。
值得一提的是,INN650D02 “InnoGaN”開關管基于業界領先的8英寸生產加工工藝,是目前市面上最先量產的先進制程氮化鎵功率器件,這項技術的大規模商用將推動氮化鎵快充的快速普及。

英諾賽科 INN650D02 資料信息。
充電頭網拆解了解到,英諾賽科氮化鎵芯片目前已被三星,OPPO,VIVO,聯想,雅迪,LG,華碩,安克,努比亞,倍思,綠聯,閃極等多家知名品牌和廠商所采用,出貨量突破1.2億顆。

平面變壓器磁芯纏繞膠帶絕緣,變壓器采用藍色PCB。

四顆貼片Y電容來自禾伸堂。

OR1009光耦用于輸出電壓反饋。

同步整流控制器來自南芯科技,型號SC3503,是一顆自適應開通檢測和快速關斷同步整流控制器,無需輔助線圈供電,輸出電壓最低可低至0V,專利的自適應開通檢測電路避免同步整流管誤開通,兼容多種MOS,具有超低的靜態電流,支持多種工作模式,支持高側和低側同步整流,外圍元件非常精簡。

南芯SC3503是一顆成熟的同步整流控制器,已經應用于綠聯30W PD快充氮化鎵充電器、征拓65W 2C1A氮化鎵充電器、倍思65W氮化鎵插座、努比亞小黃人65W雙口氮化鎵快充等眾多產品中。

同步整流管來自揚杰電子,型號YJG90G10A,是一顆耐壓100V的NMOS,導阻4.1mΩ,采用PDFN5*6封裝。

輸出濾固態波電容來自PolyCap柏瑞凱,RS系列具有低ESR和耐高紋波電流,規格為820μF 25V。
充電頭網拆解了解到,柏瑞凱的產品廣泛應用于充電器、車充、無線充、移動電源、儲能電源等領域,并被OPPO、vivo、小米、榮耀、三星、華為、聯想、紫米、努比亞、公牛、ANKER等知名品牌的多款產品采用,產品獲得市場的高度認可。

輸出濾波電感采用磁環繞制。

協議芯片采用英集芯IP2738,兩個接口輸出均由其控制。IP2738是一顆雙路協議芯片,支持雙口18-140W快充應用,具備獨立的反饋控制,具備獨立的USB PD控制,相當于兩顆IP2736整合到一顆芯片內部,快充規格與IP2736相同。支持USB PD3.1 28V EPR檔位,并支持PD3.0/PPS等豐富全面的快充協議,兼容性非常好。

英集芯IP2738內置四路獨立的NMOS驅動,可用于多個接口輸出控制,控制多個VBUS開關管進行輸出端口切換以及兩路電源并聯控制,并且支持雙路獨立的過流、過壓以及短路保護,確保使用安全。
充電頭網了解到,英集芯IP2738此前已被麥多多40W雙USB-C氮化鎵充電器、愛蘭博140W 2C1A氮化鎵充電器、安克65W 2C1A二合一氮化鎵超極充、綠聯140W 2C1A氮化鎵充電器,英集芯的其它系列快充芯片已被小米、華為、三星等大品牌的產品使用,性能質量獲得客戶的高度認可。

英集芯IP2738搭配使用IP6550同步降壓控制器,用于USB-C口輸出。IP6550內置的同步降壓控制器開關頻率固定135kHz??捎糜趦陕稶SB-A口,也可作為單路降壓使用,輸出電壓可調滿足更多場合應用。IP6550內置輸入過壓、欠壓保護,內置輸出過流、過壓、欠壓及短路保護,芯片內部集成過熱保護,并支持EN控制開關。

IP6550可用于車載充電器、多口適配器、智能插排、支持USB-C接口的插排以及行車記錄儀應用。同步整流降壓具有高轉換效率,高輸出電流可用于多口5V輸出,搭配PD協議芯片可實現寬范圍電壓調節,滿足USB PD3.1的應用。

同步降壓開關管來自威兆半導體,型號VS3618BE,是一顆耐壓30V的NMOS,導阻為5.2mΩ,采用PDFN3333封裝。

威兆半導體 VS3618BE 詳細資料。
充電頭網通過拆解了解到,采用威兆 VS3618BE的產品還有努比亞20W PD快充充電器、小米11原裝55W氮化鎵充電器、航嘉55W USB PD快充充電器、小米33W PD快充、小米手機原裝30W快充等,威兆MOS的產品性能也獲得眾多知名品牌認可。

另一路USB-C接口同樣使用英集芯IP6550同步降壓控制器。

外置的兩顆MOS管同樣為威兆半導體 VS3618BE。

降壓電感使用熱縮管包裹絕緣。

另一路降壓電感同樣采用熱縮管包裹絕緣,并打膠固定。

小板背面焊接VBUS開關管和電流取樣電阻,USB-C母座過孔焊接固定。

VBUS開關管采用威兆半導體 VS3618BE,與同步降壓開關管型號相同。

兩顆輸出濾波電容來自綠寶石,為CS系列貼片固態電容,規格為180μF 25V,兩顆分別對應兩個USB-C母座。

USB-C母座過孔焊接固定,橙色膠芯不露銅。

全部拆解一覽,來張全家福。
充電頭網拆解總結
華中科技這款氮化鎵充電器采用超薄設計,配合國標折疊插腳,非常便于攜帶。充電器為雙USB-C接口,雙口均支持65W輸出功率,并支持功率盲插和功率自動分配,能夠滿足手機和筆記本電腦同時充電。此外還支持PPS快充,對安卓手機的快充兼容性也相當不錯。
充電頭網通過拆解了解到,這款氮化鎵充電器采用南芯SC3021C氮化鎵控制器搭配SC3503同步整流控制器,以及英諾賽科INN650D02氮化鎵開關管組成固定電壓輸出的開關電源,輸出采用英集芯IP2738雙路協議芯片控制兩路IP6550同步降壓控制器,搭配使用威兆半導體MOS管。
充電器內部采用平面變壓器降低厚度,PCB正面大面積打膠,通過銅箔散熱,高壓濾波電容來自新中元,輸出濾波固態電容來自柏瑞凱和綠寶石,內部用料扎實可靠。


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