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    唯沃豐65W氮化鎵快充拆解,內置鎵未來氮化鎵器件

    2021-08-05

    氮化鎵技術在快充領域經過近幾年的市場推廣,已經逐步獲得了市場認可。從30W-120W,氮化鎵快充方案已有大量量產的案例,并且技術日漸成熟。而借助快充市場爆發的契機,國內氮化鎵產業也迎來了快速發展的階段。

    鎵未來作為一家年輕的氮化鎵功率器件公司,通過高起點、強隊伍等優勢,成立不到一年就推出了氮化鎵功率器件,實現了GaN技術的國產化。今天充電頭網要跟大家分享的便是一款內置GaNext鎵未來功率器件的量產版65W氮化鎵快充充電器,這款產品由深圳市朗博王科技有限公司生產,品牌為唯沃豐。

    一、唯沃豐65W 2C1A氮化鎵快充外觀

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    這款氮化鎵充電器采用白色包裝盒,正面印著產品圖片,可以看到,產品采用2C1A兩個接口,并且帶有指示燈。此外,包裝盒上還印有“芯動力,鎵未來”字樣。

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    包裝盒背面印有產品參數信息。

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    包裝盒內采用塑料內襯支撐,并附帶一份使用說明書。

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    充電器采用純白色外殼,折疊插腳設計,縱向邊角線采用圓角過渡,端面則保留的直角切邊,剛柔兼濟。在充電器的一個側面印有GaN 65W字樣。

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    在充電器的另外一個側面,印有WEOFUN的品牌logo以及GaNext的logo??拷敵龆说奈恢?,設計了一顆LED電源指示燈。

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    LED指示燈特寫,在通電時會亮起。

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    輸出端是三個接口,分別為兩個USB-C接口和一個USB-A接口。

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    插腳側為詳細的產品參數。

    型號:GAN01

    輸入:110-240V~50/60HZ 1.5A

    輸出:

    USB-C1:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A,65W

    USB-C2:3.3-11V5A、5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A,65W

    USB-A:4.5V5A、5V4.5A、5V3A、9V2A、12V3A,60W

    USB-C1+USB-C2:45W+18W

    USB-C1+USB-A:45W+18W

    USB-C2+USB-A:12W+12W

    USB-C1+USB-C2+USB-A:45W+7.5W+7.5W

    制造商:深圳市朗博王科技有限公司,充電器已經通過了CCC認證。

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    與蘋果61W充電器相比,唯沃豐65W 2C1A氮化鎵快充幾乎只有一半大小。

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    充電器的外殼采用了兩種不同的表面處理方式,主體機身為啞光處理,靠近接口側采用了亮面處理。

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    這款充電器的凈重約為131.6g。

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    長約77.16mm。

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    寬約36.85mm。

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    厚度約為32.86mm。經計算,充電器的功率密度約為0.7W/cm3。

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    在充電協議方面,使用ChargerLAB POWER-Z KT002測得USB-C1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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    USB-C1口還支持5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五組固定電壓檔位,以及3.3-11V5A和3.3-21V3A兩組PPS電壓檔位。

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    USB-C2接口的輸出較USB-C1接口而言,少了FCP快充協議。

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    PDO方面則只有五組固定電壓檔位,分別是5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A。

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    USB-A接口輸出支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP協議,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PE2.0快充協議。

    二、唯沃豐65W 2C1A氮化鎵快充拆解

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    打開超聲焊接的充電器外殼,可見內部PCB模塊與插腳之間通過黑紅兩根導線連接。

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    導線焊接處注膠固定,電源線旁邊設有一顆保險絲。

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    將PCB模塊從外殼中取出,可見電源主PCB板上貼有粉色硅膠導熱墊。

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    正面采用絕緣板和銅片組合的方式輔助散熱,同時焊接到USB-A口小板上固定。

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    PCB模塊長約72.97mm。

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    寬約32.16mm。

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    厚約27.72mm。

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    拆下U型散熱銅片,可見三個輸出接口均使用PCB板垂直焊接在PCB板上,PCB小板上設有二次降壓電路;變壓器和二次降壓小板上均貼有粉色硅膠導熱墊,用于散熱傳導。

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    在導熱墊下面,還注了一層導熱硅膠用于固定。

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    整個充電器采用的是常見的反激準諧振拓撲開關電源,為固定電壓輸出+二次降壓的架構,可實現輸出獨立快充。輸入端設置了5個電解電容用于輸入濾波,電容與各元器件之間通過注膠固定。

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    從側面可以看到,為了充分利用空間,輸入端有三顆電容平行于主PCB板,元件之間的空隙均使用硅膠填充固定。

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    從另外一側可以看到工字電感、兩顆輸入濾波的固態電容、PWM芯片供電電容、Y電容等器件。

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    臥置的電解電容下面設有安規X電容、共模濾波電感等器件。

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    電源主PCB板背面電路精簡,初級側為PWM主控芯片和氮化鎵功率器件,次級側可見一顆同步 整流MOS,兩顆功率器件均有注膠。初級和次級之間為光耦和貼片式Y電容。

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    延時保險絲規格為3.15A 250V。

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    共模電感雙線繞制,用于濾除EMI干擾。

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    共模電感兩線繞制,外套熱縮管絕緣。

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    安規X電容來自STE松田電子。

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    整流橋位于輸入端PCB小板上,兩顆RJBF310用于均攤發熱。

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    輸入端五顆電解電容均來自DKS品牌。

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    電解電容規格分別為4顆400V 22μF,一顆400V 33μF。

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    主控芯片供電電容來自承興,規格為50V 22μF。

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    充電器主控芯片為ON安森美NCP1342,這是一顆高頻反激準諧振初級PWM控制器,內置主動X2電容放電、支持寬范圍Vcc供電、支持外接熱敏電阻進行過熱保護和多重完善的保護功能。

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    充電器的氮化鎵開關管型號為G1N65R240PB,來自珠海鎵未來科技有限公司。該器件采用PQFN8*8封裝,耐壓650V,導阻240mΩ,柵極耐壓支持±18V,無需負電壓驅動,簡化驅動器設計。適用于高頻緊湊的QR或ACF反激架構,適合半橋降壓/升壓,圖騰柱PFC電路或逆變電路,適用于高頻高效LLC或其他軟開關拓撲。

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    鎵未來G1N65R240PB規格資料。

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    變壓器特寫。

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    初級和次級之間的光耦來自EL億光,用于輸出電壓反饋。

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    貼片Y電容來自特銳祥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,采用特銳祥貼片Y電容的產品還有第一衛20W快充小冰粒充電器、OPPO 65W超級閃充氮化鎵充電器、聯想90W氮化鎵快充、貝爾金20W氮化鎵PD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、飛頻65W USB PD氮化鎵充電器、羅馬仕65W USB PD氮化鎵充電器、鴻達順65W 2C1A氮化鎵快充充電器等多款產品,性能獲得客戶一致認可。

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    另外一顆藍色Y電容為STE品牌。

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    同步整流控制器采用芯茂微LP35118V,該芯片采用SOT23-6L封裝,適用于隔離開關電源應用;支持正激和反激拓撲架構,支持DCM和CCM工作模式。具有超快的關斷速度,可以減小CCM工作模式下的開關損耗。同時,LP35118V還內置VCC供電技術,確保無需輔助供電,在不同輸出下正常工作。

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    芯茂微LP35118V最高耐壓可達200V,可使用邏輯電壓驅動的NMOS,內置專有的整流橋導通技術,具有超快的關斷速度以及可調節的同步整流管關閉閾值。內置VCC欠壓保護、過壓鉗位、驅動噪聲抑制等功能、外圍元件精簡、適用于充電器和適配器的同步整流。

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    新功率次級同步整流MOS管NCEP065N12AGU,NMOS,耐壓120V,DFN5x6封裝。

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    同步整流MOS旁邊設有一顆LED指示燈。

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    同步整流輸出濾波電容規格為25V 820μF。

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    USB-C1口所在的小PCB上承載了兩路降壓電路;正面兩個電感,兩顆輸出濾波電容。

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    其中一顆輸出濾波電容規格為25V 220μF。

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    另一顆規格同樣為25V 220μF,外套絕緣管。

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    PCB板背面兩顆智融降壓芯片,配合四顆MOS實現兩路獨立降壓操作,另有一顆MOS作為USB-C1口VBUS開關管。

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    USB-C1輸出采用智融SW3516H用于降壓和協議識別。這是一款高集成度的多快充協議雙口充電芯片,支持A+C口任意口快充輸出,支持雙口獨立限流。其集成了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議雙口充電解決方案。

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    充電頭網通過拆解發現,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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    兩顆同步降壓MOS管來自Allpower銓力半導體,型號AP80N04Q。

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    USB-C2接口和USB-A接口共用一路輸出,同樣采用智融SW3516H控制器。

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    兩顆同步降壓MOS管同樣采用銓力AP80N04Q。

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    此外還有一顆來自威兆半導體的VS3622DE,這是一顆雙NMOS,作為USB-C2和USB-A接口的輸出VBUS開關管。

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    三個接口的兩路輸出功率智能分配功能通過一顆外置的MCU實現。

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    USB-C1接口特寫。

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    USB-C接口特寫。

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    USB-A接口特寫。

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    唯沃豐65W 2C1A氮化鎵快充充電器全部拆解完畢。

    充電頭網拆解總結

    唯沃豐65W 2C1A氮化鎵快充充電器采用了業界主流的接口配置,可以同時為三臺設備充電器,并且保證USB-C1口具備45W供電的能力。兩個USB-C接口在單口模式下均支持65W輸出,在給筆記本電腦等大功率設備充電時無需特別在意接口的選擇。

    經過充電頭網的拆解分析了解到,這款氮化鎵快充產品采用了時下最主流的QR準諧振反激電源架構,AC-DC開關電源部分采用安森美NCP1342主控+芯茂微LP35118V控制方案,氮化鎵功器件來自國產新興品牌GaNext鎵未來,同步整流MOS來自新功率。

    AC-DC輸出固定電壓之后,通過二次降壓電路實現三個接口的功率智能輸出。二次降壓采用智融SW3516H,這也是多口快充領域的明星方案,不僅集成度高,外圍簡潔,而且支持協議廣泛,兩顆芯片之間可以互聯通訊,只需外掛一顆MCU即可實現多口智能輸出。


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