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    拆解報告:古石科技迷你30W氮化鎵快充充電器

    2021-07-21

    現今20-30W迷你充深受市場歡迎,為此近期古石科技推出超薄20W餅干充電器以及30W級迷你快充供客戶選擇。前者專為iPhone 12用戶設計,小巧便攜,充電頭網已經對其進行了詳細拆解。

     

    而30W迷你充則是為其他品牌手機設計,滿足用戶對更大功率迷你充的需求。這款充電器有固定和折疊插腳兩種款式,滿足居家辦公和外出攜帶等不同場景的使用需求,并通過了CCC、FCC、PSE、ETL認證,全球主要國家或地區都能使用。下面充電頭網就對這款充電器進行詳細拆解,看看做得如何。


    此前充電頭網還拆解過古石20W 迷你充、古石20W餅干快充、古石科技30W USB PD充電器、古石科技18W PD充電器等產品,此外還有多款產品可供客戶選擇。

     

    一、古石科技迷你30W氮化鎵快充外觀

     

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    包裝盒正面印有充電器名稱、外觀簡圖以及三大特寫標識,簡潔又凸出。

     

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    背面印有使用注意事項。

     

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    側面印有產品參數以及認證信息。

     

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    包裝內僅有充電器。

     

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    實際上古石科技這款迷你30W氮化鎵充電器有固定和折疊插腳兩種款式,分別滿足居家辦公和外出攜帶等使用需求。

     

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    兩款充電器機身長度不同,折疊插腳款式稍長一些,多出的恰好是插腳的位置。

     

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    除此之外,兩者的橫截面大小相同,性能參數也一樣。下面我們以固定插腳款式為例進行介紹。

     

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    充電器采用小方塊造型設計,PC阻燃材質白色外殼,腰身拉絲工藝處理,頂面高光亮面,整體外觀十分簡潔。

     

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    輸入端外殼上標注有充電器參數信息

    型號:GS-W30A0931

    輸入:100-240V~ 50/60Hz 0.8A

    輸出:5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A、3.3-11V3A

    產品已經通過了CCC、FCC、PSE、ETL認證。

     

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    配備的是美規插腳。

     

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    輸出頂面微凸,配備單USB-C口,白色膠芯不露銅。

     

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    測得充電器機身高度為34.9mm。

     

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    寬度為32.13mm。

     

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    厚度為32.08mm。通過三維可以算得充電器體積約為35.97mm,若按30W功率算,功率密度為0.83W/cm3;若按33W功率算,功率密度為0.92W/cm3。

     

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    和蘋果30W充電器直觀對比,體積優勢非常明顯。

     

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    橫截面比一元硬幣大一些。

     

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    充電器凈重約為43g。

     

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    使用ChargerLAB POWER-Z KT002檢測USB-C口輸出協議,顯示支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP協議,以及QC2.0/3.0、AFC、PD3.0、PPS快充協議。

     

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    此外PDO報文顯示C口還具備5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五組固定電壓檔位,以及3.3-11V3A和3.3-16V2A兩組PPS電壓檔位。

     

    二、古石科技迷你30W氮化鎵快充拆解

     

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    將輸入端外殼拆開,插腳和金屬片壓接,接觸式通電。

     

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    測得模塊長度為31.35mm。

     

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    寬度為27.32mm。

     

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    厚度為25.06mm。

     

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    PCBA模塊采用三塊小板組合焊接設計。

     

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    元器件之間打膠加固。

     

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    輸入輸出電容外套絕緣塑料殼。

     

    通過觀察發現,古石科技這款30W迷你充電器采用高頻QR開關電源寬范圍輸出,協議芯片控制接口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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    輸入端小板背面設有整流橋和開關電源主控芯片。

     

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    將模塊拆分開,兩塊小板中間是一體化塑料絕緣件,輸入端小板正面有保險絲、NTC浪涌抑制電阻、共模電感、濾波電容、工字電感、變壓器等。

     

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    保險絲外套絕緣管保護。

     

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    NTC浪涌抑制電阻,用于抑制上電浪涌電流,減小插電的沖擊。

     

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    共模電感特寫,用于濾除EMI干擾。

     

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    WRMSB30M整流橋特寫。

     

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    三顆高壓濾波電解電容來自綠寶石,規格都是400V 18μF。

     

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    工字電感外套熱縮管。

     

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    主控芯片供電電容規格為50V 10μF。

     

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    開關電源主控芯片為南芯SC3021D,支持170KHz GaN直驅,專為30W氮化鎵充電器設計,在該方案下可采用ATQ17/15繞線式變壓器,極具性價比。

     

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    據了解,南芯SC3021x滿足各類高頻QR快充需求,采用專有的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。

     

    充電頭網拆解了解到,南芯快充芯片可應于充電器、車充、移動電源、儲能電源等產品,此前已被安克PowerHouse II 400戶外電源、羽博300W便攜式儲能電源、三星45W PD快充車充、紫米20號200W PD快充移動電源、紫米65W 2C1A桌面PD快充、安克Nano 20W PD快充充電器數十款產品采用,品質獲得客戶高度認可。

     

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    變壓器特寫,使用絕緣膠帶嚴密包裹。

     

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    連接小板正面設有氮化鎵功率開關管、光耦以及貼片Y電容。

     

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    氮化鎵功率芯片采用英諾賽科INN650DA04,耐壓650V,導阻480mΩ(max),具備高頻高效、極低損耗、快速主動散熱等特點,同時采用DFN5*6封裝,實現小體積、高效率的充電器設計。

     

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    英諾賽科INN650DA04資料信息。

     

    INN650DA04是InnoGaN系列第二代新品,此前已被REMAX 30W氮化鎵快充采用。第一代氮化鎵功率芯片INN650D02此前已被品勝65W 2C1A氮化鎵快充、紅魔手機6 Pro標配120W PD氮化鎵快充、尚巡120W氮化鎵適配器、REMAX 100W氮化鎵充電器、摩米士100W 2A2C氮化鎵快充、努比亞65W USB 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、Lapo 65W PD氮化鎵快充充電器、ROCK 65W 2C1A氮化鎵快充等多款產品采用,芯片質量獲得市場認可。

     

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    OR-1009光耦特寫,用于初級次級通信,反饋輸出電壓。

     

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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,還應用于海陸通、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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    輸出端小板鏤空,避免積熱,這一面設有一顆同步整流控制器。

     

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    小板另一面設有同步整流管、濾波電容、協議芯片以及輸出VBUS開關管。

     

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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,該芯片已經被科訊迷你33W氮化鎵快充、意象65W氮化鎵充電器、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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    同步整流管采用威兆VSP008N10MS,耐壓100V,PDFN5x6封裝。

     

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    威兆VSP008N10MS資料信息。

     

    充電頭網拆解了解到,采用威兆VS3610AE的還有小米11 Pro/Ultra標配67W快充、Aohi迷你30W氮化鎵充電器、奧??萍?5W迷你氮化鎵充電器、公牛65W氮化鎵充電器、聯想拯救者45W PD快充充電器、綠聯65W氮化鎵快充等產品,同時使用威兆其它MOS的還有小米6口USB充電器60W快充版、紫米65W PD迷你充電器、RAVPower 45W GaN PD充電器、華為20W電荷泵快充充電器、倍思45W PD快充充電器數十款產品采用。

     

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    兩顆輸出濾波固態電容也是來自綠寶石,規格為25V 330μF。

     

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    協議芯片同樣來自南芯,型號為SC2151A。該芯片采用16-pin QFN 4*4mm封裝,是一顆支持PD和DP/DM快充協議的控制器,內部集成反饋環路,支持最新的Type-C和PD3.0標準,同時還支持使用DP/DM接口的專有快充協議,適用于各類適配器應用。

     

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    南芯SC2151A內部集成了32位高性能MCU內核,集成24kB單次編程存儲器和2kB RAM。該控制器針對各類快充協議集成了USB PD物理層、Type-C檢測、DP/DM快充協議物理層,VCONN供電。

     

    此外,針對快充適配器方案內置了輸出放電路徑、內置可編程反饋補償、電壓電流檢測、10bit高性能ADC、兩個10bit DAC、NMOS通路管驅動、I2C通信接口以及豐富的保護電路,為適配器等應用提供了簡單高效的協議控制器解決方案。據充電頭網了解到,該芯片已經獲得USB-IF PD3.0認證,TID:4869。

     

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    輸出VBUS開關管采用威兆半導體VS3618AE。NMOS,耐壓30V,PDFN3333封裝。

     

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    威兆VS3618AE資料信息。

     

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    USB-C母座特寫,過孔焊接,白色舌片不露銅,內部夾鋼片經久耐用。

     

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    全部拆解完畢,來張全家福。

     

    充電頭網拆解總結

     

    古石科技這款迷你30W氮化鎵充電器十分小巧,腰身拉絲頂部亮面,使用手感別致。充電器兼容QC、AFC、PD3.0、PPS快充協議,具備5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五組齊全電壓檔位,以及3.3-11V3A和3.3-16V2A兩組PPS電壓檔位,整體兼容性很好,滿足各大品牌安卓手機、平板快充需求,也能滿足iPhone系列手機快充。

     

    充電頭網通過拆解了解到,充電器采用三塊電路板組合焊接,U型結構設計,為了提高整體穩定性,元器件間的縫隙填充硅膠,另外濾波電容外套塑料殼絕緣,輸出端小板鏤空避免積熱。


    充電器采用南芯半導體SC3021C+SC3503+SC2151A全套高頻QR氮化鎵快充方案,搭配英諾賽科第二代氮化鎵功率芯片INN650DA04,威兆MOS管同步整流以及輸出保護,綠寶石電容進行輸入輸出濾波,用料可靠。


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