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    拆解報告:華科生迷你33W快充充電器

    2021-07-05

    面對正在快速興起的33W迷你快充市場,深圳華科生數字科技有限公司近期推出了一款迷你33W快充供客戶選擇。這款產品沒有氮化鎵加持,卻能將功率密度做到1.05W/cm3,可以說相當厲害了。另外充電器兼容快充協議豐富,電壓檔位齊全,還支持PPS快充,可以滿足市面上大多數手機、平板快充需求。下面充電頭網就對其進行詳細拆解,看看充電器是怎么做得如此小巧的。


    值得一提的是,華科生還有迷你22.5W SCP快充充電器、65W 2C1A氮化鎵快充充電器等產品可供客戶選擇,充電頭網此前也分別作了詳細拆解。

     

    一、華科生迷你33W充電器外觀

     

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    華科生33W迷你充采用PC材質白色外殼,表面啞光。充電器腰身以及頂面均空白,方便客戶進行差異化定制。

     

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    充電器配備固定式國標插腳。

     

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    輸入端外殼上印有充電器參數

    型號:HPA-07P200150CC01

    輸入:100-240V~50/60HZ 0.6A

    輸出:5V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A

    PPS:3.3-11V3A

    制造商:深圳市華科生數字科技有限公司

    產品已經通過了3C認證。

     

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    頂面USB-C接口紅色膠芯不露銅,靠邊緣布局。

     

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    測得充電器機身高度為34.99mm。

     

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    寬度為29.86mm。

     

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    厚度為30.03mm。通過三維可以算得充電器體積約為31.38cm3,功率密度為1.05W/cm3。

     

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    和蘋果30W快充相比,體積要小得多。

     

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    拿在手上的直觀感受。

     

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    凈重約為46g。

     

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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、PD3.0和PPS快充協議。

     

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    同時還具備5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五組固定電壓檔位,以及3.3-11V3A一組PPS電壓檔位。

     

    二、華科生迷你33W充電器拆解

     

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    拆開外殼,輸入端設有絕緣隔離板,插腳和金屬彈片壓接,接觸通電設計。

     

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    將PCBA模塊取出,變壓器周邊全部打膠幫助固定。

     

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    測得PCBA模塊長31.67mm。

     

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    寬度為25.77mm。

     

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    厚度為24.75mm。

     

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    模塊采用兩塊PCB小板垂直焊接組成,圍成的區域空間內布局電容、變壓器等器件。

     

    通過觀察發現,華科生這款33W迷你充電器采用高頻QR開關電源寬范圍輸出,協議芯片控制輸出電壓的設計架構。下面我們從輸入端開始一一了解各器件的信息。

     

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    輸入端一覽,電容和變壓器間有絕緣板隔離,固態電容外套膠套絕緣。

     

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    將兩塊小板分開,側邊小板上還有保險絲、共模電感、貼片Y電容、同步整流控制器和整流管。

     

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    小板背面有整流橋、光耦和協議芯片,初次級之間有隔離槽。

     

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    另一塊小板背面有主控芯片以及高壓開關MOS管。

     

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    貼片保險絲額定電流2A。

     

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    共模電感外套熱縮管保護,用于濾除EMI干擾。

     

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    WRMSB30M整流橋。

     

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    NTC浪涌抑制電阻,用于抑制上電浪涌電流。

     

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    高壓濾波電解電容采用永銘KCX系列產品,其工作溫度范圍在-55℃~105℃,3000小時壽命,并具備抗雷擊、低漏電流(低待機功耗)、高紋波電流、高頻低阻抗等性能優勢。

     

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    電容規格為400V 27μF。

     

    充電頭網了解到,憑借小體積的特點,永銘KCX系列電解電容還被公牛65W氮化鎵快充、飛利浦65W氮化鎵快充插座、摩米士65W 2C1A氮化鎵快充充電器、柚比30W 1A1C氮化鎵快充充電器、京造65W 1A1C氮化鎵快充充電器、努比亞65W 2C1A氘鋒氮化鎵快充等產品采用,獲得客戶一致認可。

     

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    另一顆來自JSH益陽萬京源,規格為400V 22μF。

     

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    工字電感外套熱縮管保護。

     

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    主控芯片供電電容來自昱光電子,規格為100V 4.7μF。

     

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    開關電源主控芯片采用茂睿芯MK2697,這是專為PD/快充應用優化的QR PWM控制器。該控制器寬VCC工作電壓范圍(9V-90V) 可以使其覆蓋PD/PPS從3.3V-23V的輸出范 圍而不需要使用額外的輔助繞組或者線性降壓電路。


    MK2697采用了茂睿芯自主知識產權的驅動技術,同步優化初級和次級功率管電壓應力。高達200kHz的工作頻率,支持高頻小體積的PD快充電源設計。

     

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    針對于能效要求,由于PD/快充有多個不同的輸出電壓,因此MK2697采用了自適應的多模式。其在不同負載以及不同輸出下,調整工作于不同頻率的QR模式。在輕載時則會工作于burst模式,以提升效率。

     

    MK2697提供了全面的保護功能,有輸出OVP、OPP、VCC、OVP、BROWN-IN/OUT, 還提供了副邊SR短路保護, PIN腳OPEN/SHORT保護等豐富的保護功能。

     

    充電頭網拆解了解到,采用茂睿芯快充方案的還有愛莎瓦特65W 2A1C氮化鎵快充、倍思QC5 100W氮化鎵充電器、REMAX 20W 1A1C快充充電器、air-J 18W 1A1C快充充電器、諾基亞20W PD快充、海陸通20W PD快充、大麥20W PD快充等產品采用。

     

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    初級開關MOS管來自維安,型號WMF10N65C4。



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    變壓器特寫,通體纏繞膠帶絕緣。充電頭網了解到,該變壓器為深圳金尚電子科技有限公司生產,型號:JS-3033。深圳市金尚電子科技有限公司專門為小體積高密度電源產品量身定制變壓器,目前很多公司小體積產品都用他們家變壓器。

     

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    奧倫德 OR-3H7光耦,用于輸出電壓反饋調節。

     

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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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    次級同步整流控制器來自茂睿芯,型號MK91808。茂睿芯MK9180X系列是緊湊的適用于反激拓撲的同步整流控制器,兼容于CCM、DCM以及QR 工作模式;使用自主知識產權的自供電技術為VCC供電,可以直接置于正端應用而無需輔助繞組。

     

    同時,茂睿芯MK9180X的10nS的關斷延時以及高達4A的下拉電流幫助系統可靠工作于CCM模式。通過擁有自主知識產權的開通及關斷機制,該芯片可以最大化外驅MOSFET的導通時間以獲得盡可能高的效率,并且自主檢測DCM振鈴,防止誤開通。此外,MK9180X的GATE鉗位機制也在起機前和起機過程中保護MOSFET不會誤開通。

     

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    茂睿芯MK9180X詳細規格資料。

     

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    同步整流管采用艾德曼AD100N60D5,耐壓100V,導阻10.3mΩ,PPAK5*6封裝。


     

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    充電器的輸出濾波電容采用永銘NPX系列固態電容,規格25V 680μF。該系列電容具有小體積、低ESR、高容許紋波電流、高可靠性、耐開關沖擊等特點。

     

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    充電頭網了解到,永銘NPX系列固態電容此前已被安克30W氮化鎵超能充、安克 65W氮化鎵超能充、安克45W氮化鎵超能充、閃極100W 3C1A氮化鎵快充、摩米士65W 2C1A氮化鎵快充、倍思45W 1A1C氮化鎵充電器、努比亞65W氘鋒氮化鎵充電器等產品使用,此外還被應用在小小黑、品勝、邦克仕等品牌20W迷你充上,獲得客戶一致認可。

     

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    USB PD協議芯片采用云矽半導體XPD737,這款芯片已經通過了USB PD3.0認證,TID:3479。支持QC2.0/3.0/3.0+、AFC、FCP、SCP、HVSCP、PD和PPS等主流快充協議外,還支持小米CHARGE TURBO 27W協議,華為10V高壓SCP協議。

     

    XPD737內部集成 10mΩ VBUS 通路管,并且集成10mΩ電流檢測電阻,支持完善的保護功能,降低外圍元件數量,簡化電路,降低成本。采用ESOP8封裝。

     

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    云矽半導體XPD737資料信息。

     

    充電頭網拆解了解到,云矽半導體XPD系列快充協議芯片已被貝爾金無線充原裝20W充電器、聯想20W 1A1C快充插座、傲基20W PD快充充電器、倍思20W迷你PD快充、飛利浦迷你20W快充充電器、海陸通20W PD快充、傲基1A1C 32W快充、奧???0W USB PD快充、樂奇領先20W PD快充等多個品牌的數十款產品采用,抓住20W PD快充風口,富滿集團云矽半導體單月PD協議芯片銷量突破千萬顆。

     

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    USB-C母座特寫,過孔焊接。

     

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    全部拆解完畢,來張全家福。

     

    充電頭網拆解總結

     

    華科生這款33W迷你充機身非常簡潔,可以方便客戶進行差異化定制,三維約為35*30*30mm,功率密度超過一瓦每立方厘米,非常的小巧,滿足市場對迷你充的要求。另外充電器性能也很強悍,支持QC2.0/3.0、AFC、FCP、PD3.0和PPS快充協議,具備5-20V齊全電壓檔位,還有3.3-11V3A PPS電壓檔位,兼容性好,滿足各大品牌設備快充需求。

     

    充電頭網通過拆解了解到,充電器PCBA模塊由兩塊小板組成,元件之間打膠加固。充電器采用茂睿芯MK2697+MK91808高頻QR快充方案,支持65W以上輸出功率,用在華科生33W迷你充上保證了性能可靠。協議芯片采用云矽半導體XPD737,另外采用永銘KCX和NPX系列小體積快充電容濾波,有效幫助充電器實現小型化。


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