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    耳機大廠QCY入局氮化鎵快充市場,首款65W 1A1C充電器拆解

    2021-06-28

    近日充電頭網拿到了QCY意象一款65W氮化鎵充電器,配備1A1C接口,分別支持最大18W和65W快充,還支持18W+45W雙口同時快充,可以滿足手機和筆電同時快速充電需求。小編了解到,這款充電器采用了全套國產氮化鎵快充方案,同時功率密度做到了0.8W/cm3,達到了多口65W氮化鎵快充主流水準。

     

    下面我們就對這款氮化鎵充電器進行詳細拆解,看看到底用的哪家方案。

     

    一、意象65W氮化鎵充電器外觀

     

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    包裝盒正面印有品牌、充電器外觀和特性標識等。

     

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    背面印有充電器參數和認證信息。

     

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    包裝內含充電器和使用說明書。

     

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    充電器采用方塊造型設計,機身表面全部啞光處理,正背面設有小圓凹面方便用戶插拔使用。

     

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    機身上印有充電器參數信息

    型號:PB21GN201GBA

    輸入:100-240V~50/60HZ 1.8A

    單口輸出:

    USB-C1:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A

    USB-A:5V3A、9V2A、12V1.5A

    雙口輸出:45W+18W(USB-C:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V2.25A;

                                         USB-A:5V3A、9V2A、12V1.5A)

    最大輸出功率:65W Max

    制造商:東莞市和樂電子有限公司

    充電器已經通過了CCC認證

     

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    輸入端配備可折疊國標插腳,攜帶方便且不會刮傷包里其它設備。

     

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    輸出頂面配有1A1C萬金油接口,分別為紅色和黑色膠芯。

     

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    測得機身高度為52.11mm。

     

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    寬度為51.97mm。

     

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    厚度為29.95mm。通過三維可以算得充電器體積約為81.1cm3,功率密度約為0.8W/cm3。

     

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    和蘋果61W充電器直觀對比,體積優勢明顯。

     

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    拿在手上的直觀感受。

     

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    凈重約為103g。

     

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    使用ChargerLAB POWER-Z KT002測得USB-C口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP協議,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PE2.0、PD3.0、PPS多個快充協議。

     

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    此外PDO報文顯示C口還具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五組固定電壓檔位,以及3.3-21V3.25A PPS電壓檔位。

     

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    另外測得USB-A口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP協議,以及QC2.0/3.0和AFC快充協議。

     

    二、意象65W氮化鎵充電器拆解

     

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    拆開外殼取出充電器,輸入端采用金屬彈片接觸通電,模塊正面覆蓋純銅散熱片。

     

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    測得模塊長度為47.08mm。

     

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    寬度為46.86mm。

     

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    厚度為24.74mm。

     

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    主板背面配備標準的導熱墊、隔離板和黃銅散熱片。

     

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    散熱片和主板錫焊固定。

     

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    模塊頂部、側面以及背面均貼有導熱墊,幫助整流橋、高低壓MOS管以及變壓器等導熱,高壓側元件有絕緣板。

     

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    PCB板正面一覽,電容、變壓器等打膠加固,輸入輸出端均設有小板。

     

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    PCB板背面一覽,初級次級分界明顯,還能看到開關電源的核心器件。

     

    通過觀察發現,意象65W 1A1C氮化鎵充電器采用反激開關電源寬范圍輸出,USB-A口由升降壓轉換電壓輸出,兩個接口由獨立的協議芯片控制。下面從輸入端開始深入了解整個電路設計情況。

     

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    輸入端一覽,主板上有保險絲、壓敏電阻、共模電感、濾波電感以及三顆高壓濾波電解電容。

     

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    輸入端小板拆下,正面有安規X電容、第二顆共模電感以及兩顆高壓濾波電解電容。

     

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    背面設有兩顆整流橋。

     

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    延時保險絲規格為3.15A 250V。

     

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    05D511K壓敏電阻特寫。

     

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    共模電感特寫,雙線繞制。

     

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    另一顆共模電感特寫,兩級設計,用于濾除EMI干擾。

     

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    安規X電容特寫。

     

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    WRMSB30M整流橋來自沃爾德,采用兩顆以均攤發熱。

     

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    小板上的兩顆高壓濾波電解電容均來自益陽萬京源,且規格相同,都是400V 22μF。

     

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    主板上的三顆高壓濾波電解電容也是來自萬京源,其中兩顆規格為400V 22μF,一顆規格為400V 33μF。

     

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    濾波電感特寫。

     

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    輸出端一覽,左側是變壓器和兩顆固態電容,右側兩個USB母座均焊接在小板上。

     

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    開關電源主控芯片采用南芯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。

     

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    南芯SC3021C資料信息。

     

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    高壓開關MOS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。

     

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    英諾賽科 INN650D02 詳細資料。

     

    充電頭網拆解了解到,該氮化鎵開關管還被聯想小新100W雙C口氮化鎵快充、努比亞30W氮化鎵快充、努比亞120W 2C1A三口氮化鎵快充、品勝65W 2C1A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、努比亞65W PD氘鋒氮化鎵快充、飛頻65W PD氮化鎵充電器、魅族65W氮化鎵充電器等多款產品采用,芯片質量獲得市場認可。

     

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    變壓器特寫。

     

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    OR-1008光耦,用于初級次級通信,反饋調節輸出電壓。

     

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    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品中。

     

    特銳祥專注于被動元器件的研發、生產及銷售,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。

     

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    充電頭網了解到,特銳祥貼片Y電容除了被麥多多100W氮化鎵、OPPO 65W超級閃充氮化鎵充電器、聯想90W氮化鎵快充、努比亞65W氮化鎵充電器、倍思120W氮化鎵+碳化硅PD快充充電器等數十款大功率充電器使用外,也可應用于海陸通、第一衛、貝爾金等品牌20W迷你快充上,性能獲得客戶一致認可。

     

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    同步整流控制器采用南芯半導體SC3503,這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。采用SOT23封裝,適用于寬輸出范圍反激適配器應用。

     

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    南芯SC3503資料信息。充電頭網拆解了解到,該芯片已經被努比亞30W氮化鎵快充、華科生65W 2C1A氮化鎵快充充電器采用。

     

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    同步整流管特寫,絲印CWR10041AE。

     

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    兩顆輸出濾波固態電容也是來自萬京源,規格均為25V 56μF。

     

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    C口母座所在小板正面設有協議芯片以及輸出VBUS開關管。

     

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    背面沒有元器件。

     

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    C口協議芯片采用珠海智融SW2303,通過高通QC5認證,是業內第一顆非MCU架構的QC5認證協議芯片。這是一款高集成度USB Type-C/Type-A接口快充協議芯片,支持PD、QC、FCP、高低壓SCP、AFC、SFCP以及PE等主流快充協議;支持光耦反饋和FB反饋兩種工作模式;支持4KV ESD HBM。

     

    SW2303集成了CV/CC控制環路,Type-C接口邏輯,快充協議控制器,以及多種安全保護功能。配合AC-DC或DC-DC以及少量的外圍元器件,即可組成完整的高性能的Type-C/Type-A口快速充電解決方案。

     

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    智融SW2303資料信息。

     

    充電頭網拆解了解到,智融SW2303此前還被宜麗客45W PD快充、科訊迷你20W PD快充充電器使用,此外智融其它快充協議芯片還被還被華碩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65W 4C口氮化鎵快充充電器、聯想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。

     

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    輸出VBUS開關管絲印R03N041AP。

     

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    USB母座特寫,過孔焊接。

     

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    A口母座所在小板一面設有升降壓轉換器、電感以及協議芯片。

     

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    USB-A接口采用南芯半導體的同步升降壓芯片SC8903進行電壓轉換。該芯片是一顆內部集成四管H橋的高效率同步升降壓轉換器,支持最高24V工作電壓,支持動態輸出電壓控制,開關頻率可調節,具有可編程的輸入和輸出電流限制,支持多種保護功能。

     

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    南芯SC8903規格資料。充電頭網了解到,南芯SC8903此前已被mophie 65W 1A1C氮化鎵快充、邦克仕65W 1A1C氮化鎵快充、SlimQ 65W 1A1C氮化鎵快充、傲基65W雙C口氮化鎵充電器、Anker PowerCore Fusion PD超級充、MOMAX 66W USB PD充電器等產品采用。

     

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    同步整流升降壓搭配一顆6R8合金電感進行電壓轉換。

     

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    協議芯片采用天德鈺FP6601Q,支持高通QC3.0/2.0與華為FCP,通過監控USB D+/D-上的電壓數據自動調整供電設備上的輸出電壓,互相握手識別后設備提升充電功率縮短充電時間。在本身就支持QC3.0,QC2.0和FCP的情況下,還能自動識別APPLE、三星、BC1.2協議。

     

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    天德鈺FP6601Q詳細規格資料。

     

    據充電頭網了解,天德鈺FP6601Q快充協議芯片此前已被紫米18W QC3.0快充充電器、紫米65W USB PD三口快充充電器、DHL USB PD雙口充電器等產品采用。此外,FP6601Q還可用于車充、移動電源領域,并被數十款電源配件采用。

     

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    另一面設有輸出濾波固態電容,也是來自萬京源,規格為25V 180μF。

     

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    USB-A母座特寫。

     

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    全部拆解完畢,來張全家福。

     

    充電頭網拆解總結

     

    QCY意象這款65W氮化鎵充電器在配備折疊插腳以及雙輸出接口的情況下,整體體積也做得比較小,攜帶方便。同時機身啞光處理,使用手感很好。接口支持QC、AFC、FCP、SCP、PE2.0、PD3.0、PPS多個快充協議,可以很好兼容市面上絕大多數品牌設備,滿足其快充需求。

     

    充電頭網通過拆解了解到,充電器采用南芯半導體SC3021C+SC3503高頻QR氮化鎵快充方案,搭配國產氮化鎵功率芯片英諾賽科INN650D02。USB-C口采用智融SW2303協議芯片控制輸出電壓;USB-A口采用南芯SC8903進行同步整流升降壓,天德鈺FP6601Q協議芯片控制輸出電壓。濾波電容全部來自益陽萬京源,接口內部數據腳對地均有TVS進行靜電保護,充電器大小器件均為國產,實現氮化鎵快充的全國產化。


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