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    拆解報告:華科生迷你30W氮化鎵快充充電器

    2021-08-21

    面對正在快速興起的30W級迷你快充市場,深圳華科生數字科技有限公司近期相繼推出了常規方案迷你33W快充和迷你30W氮化鎵快充兩款產品。前一款雖為常規coolmos方案,華科生仍能將33W充電器做到1.04W/cm3,公司研發實力相當厲害。

     

    而近期推出的這款迷你30W氮化鎵快充,憑借氮化鎵的加持,功率密度更近一步,達到了1.12W/cm3,整個充電器相當小巧,走在了整個行業的前端。另外充電器兼容快充協議豐富,具備齊全電壓檔位,也相當實用。下面充電頭網繼續對這款氮化鎵迷你充進行拆解,看看用料做工如何。

     

    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HPA-04N、華科生65W 2C1A氮化鎵快充充電器HPA-09N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30W氮化鎵快充外觀

     

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    華科生這款迷你30W氮化鎵快充采用PC材質白色外殼,表面啞光,頂面微凸。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-15N200150CC01

    輸入:100-240V~50/60HZ 0.7A

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

    PPS:3.3-11V3A、3.3-16V2A

    制造商:深圳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靠邊緣布局為3次MD,橙色膠芯不露銅。

     

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    測得充電器機身高度為34.72mm。

     

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    寬度為27.74mm。

     

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    厚度為27.74mm。通過三維可以算得充電器體積約為26.72cm3,功率密度為1.12W/cm3。

     

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    和蘋果30W快充相比,體積優勢非常明顯。

     

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    拿在手上的直觀感受。

     

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    凈重約為41g。

     

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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和3.3-16V2A兩組PPS電壓檔位。

     

    二、華科生迷你30W氮化鎵快充拆解

     

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    將輸入端外殼拆開,超聲波焊接封裝。PCBA模塊元器件間的空隙填充藍色導熱硅膠,用于導熱和絕緣。

     

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    PCBA模塊由兩塊小板組合焊接,小板初次級間設有隔離板。

     

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    測得模塊長度為29.6mm。

     

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    寬度為21.71mm。

     

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    厚度為21.87mm。

     

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    輸入端一覽,工字電感、高壓濾波電解電容和變壓器則焊接在側邊小板上。

     

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    小板背面設有開關電源主控芯片、氮化鎵功率芯片和光耦。

     

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    將小板拆分開,變壓器右側還有一顆貼片Y電容。

     

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    保險絲和共模電感均外套絕緣管。

     

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    共模電感雙線繞制,用于濾除EMI干擾。

     

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    WRMSB30M整流橋特寫。

     

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    工字電感特寫。

     

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    高壓濾波電解電容采用永銘KCX系列產品,該系列產品工作溫度范圍在-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。

     

    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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    規格為400V 22μF。

     

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    黑色電解電容來自jsh益陽萬京源,規格也是400V 22μF。

     

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    開關電源主控芯片采用茂睿芯MK2697A,這是專為PD/快充應用優化的QR  PWM控制器。其很寬的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繞組或者線性降壓電路。

     

    MK2697是針對于能效要求,由于PD/快充有多個不同的輸出電壓,因此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DCM/QR。在輕載時則會工作于burst模式,以提升效率。


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    MK2697A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。

     

    充電頭網拆解了解到,茂睿芯ACDC PWM還被倍思QC5認證100W快充、機樂堂30W 1A1C快充充電器、聯想65W PD快充火柴盒電源、公牛65W PD快充插座、華科生迷你33W快充、倍思20W 1A1C快充充電器、愛莎瓦特65W 2A1C氮化鎵快充、air-J 18W 1A1C快充充電器等產品采用。


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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,此前已被古石科技迷你30W氮化鎵快充、科訊迷你33W快充氮化鎵、REMAX 30W氮化鎵快充、努比亞30W氮化鎵方糖快充、睿元實業33W 1A1C氮化鎵快充等數十款30W快充產品采用,芯片質量獲得市場認可。


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    變壓器為深圳金尚科技有限公司生產ED1512型號,深圳市金尚科技有限公司是一家專注于小體積PD電源變壓器生產廠商。

     

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    OR-3H7光耦,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電容除了被貝爾金、安克、QCY、聲麗、麥多多、OPPO、聯想、努比亞、倍思、海陸通、第一衛等品牌的數十款快充產品使用,此外還被伊戈爾40W LED驅動電源、長虹42英寸智能網絡電視42P3F內置電源、卓飛航45W氮化鎵超快墻充等產品使用,性能獲得客戶一致認可。

     

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    另一塊小板背面有整流橋、同步整流芯片和協議芯片。

     

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    正面次級側有一顆輸出濾波固態電容和USB母座。

     

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    同步整流芯片采用茂睿芯MK1718,集成了次級同步整流控制器和8.5mΩ/100V規格同步整流MOS。茂睿芯MK171X系列是一款高性能的同步整流功率開關,集成N溝道功率MOS,適用于隔離型的同步整流應用。尤其適用于充電器中需求高效率的場合,并兼容CCM、DCM 和QR模式。

     

    MK171X采用自主知識產權的自供電電路,可靈活的放置在輸出正端或輸出負端。放置在正端時,亦無需格外的輔助繞組。支持10ns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。支持開通及關斷機制,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。

     

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    茂睿芯MK1718資料信息。

     

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    輸出濾波固態電容規格為25V 560μF。

     

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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公牛,貝爾金,聯想,諾基亞,飛利浦,傲基,倍思,品勝,摩米士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

     

    華科生這款迷你30W氮化鎵快充整體尺寸只有34*27*27mm,十分小巧。此外兼容QC、AFC、FCP、PD3.0和PPS快充協議,具備5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A、3.3-11V3A、3.3-16V2A電壓檔位,超強的功率密度、性能強悍,滿足各大品牌手機、平板等設備快充需求。

     


    充電頭網通過拆解了解到,充電器PCBA模塊由兩塊小板組成,元件之間打膠導熱和絕緣。充電器采用了茂睿芯MK2697主控搭配英諾賽科INN650DA04氮化鎵功率芯片,以及茂睿芯同步整流芯片MK1718開關電源方案。采用云矽半導體XPD737協議芯片,永銘小體積電容濾波,整體用料不錯。

     

    截至目前,華科生已有20W、30W級迷你充,柱狀和方塊造型的65W氮化鎵快充,基本實現熱門功率段熱門款式充電器的全覆蓋,充分滿足客戶選購需求。


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