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    拆解報告:黑鯊迷你30W氮化鎵充電器(中國航天版)

    2022-05-03

    2022年3月30日,黑鯊發布了新一代游戲電競旗艦手機黑鯊5系列,全系手機均支持120W超級閃充技術,并且還和中國航天神舟傳媒聯手推出了黑鯊5系列中國航天深度定制版,配備了一系列航天主題IP定制配件。

     

    充電頭網今天拆解的就是黑鯊星流GaN 30W快充充電器,充電器采用中國空間站主題裝飾,外觀非常有特點,并且協議支持廣泛,對主流手機都有很好的快充兼容性。下面充電頭網就對這款充電器進行拆解,看看這款充電器內部用料如何。

     

    黑鯊星流30W氮化鎵快充開箱

     

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    產品包裝盒設計上和黑鯊120W充電器的一樣,正面印有黑鯊logo、充電器外觀圖、名稱以及顯眼的中國空間站字樣。

     

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    背面印有制造商信息,另外貼有產品銘牌貼紙。

     

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    側面印有中國航天和BLACK SHARK的聯名設計。

     

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    包裝的頂部還有神州傳媒的防偽標簽。

     

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    底部印有充電器參數。

     

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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PC材質白色外殼,頂部微凸,腰身各面間以及頂面邊緣過渡圓潤。

     

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    機身正面印有黑鯊logo和中國空間站字樣,設計充滿科技風。

     

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    背面設計有BLACK SHARK字樣等。

     

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    腰身外殼特寫,采用拉絲工藝處理,上手手感很好。

     

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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銘牌

    型號:BX04

    輸入:100-240V~50/60HZ 0.8A

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

    輸出總功率:30W

    制造商:南昌黑鯊科技有限公司

    充電器已經通過了CCC認證。

     

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    頂部外殼高光亮面處理,十分光滑。

     

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    頂部配有單USB-C接口,紅色膠芯,兩側印有箭頭標志。

     

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    測得充電器機身高度為34.86mm。

     

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    寬度為32.12mm。

     

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    厚度為32.02mm。

     

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    和蘋果30W充電器對比,體積優勢十分明顯。

     

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    拿在手上的大小直觀感受。

     

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    重量約為44g。

     

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    使用ChargerLAB POWER-Z KT002測得充電器支持QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PD3.0、PPS快充協議。

     

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    此外還具備5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五組固定電壓檔位,以及3.3-11V3A、3.3-16V2A兩組PPS電壓檔位。

     

    黑鯊星流30W氮化鎵快充拆解

     

    對黑鯊這款30W充電器進行了詳細的外觀、性能了解后,下面繼續對其進行拆解,看看內部用料做工如何。

     

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    沿輸入端插腳撬開充電器外殼,交流輸入通過金屬彈片壓接到PCB上供電。

     

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    取出充電器PCBA模塊,能夠看到兩塊小板,電容,變壓器放置在小板中間的空間內,充分利用空間。

     

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    黑鯊30W充電器采用三塊小板組合焊接,側面焊接的小板連接初級與次級。

     

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    使用游標卡尺測量PCB尺寸,長度約為31.3mm。

     

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    寬度約為27.2mm。

     

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    厚度約為24.1mm。

     

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    側面看到充電器內部使用一塊塑料罩用于初次級電容絕緣,絕緣罩的使用充分利用了充電器的內部空間,滿足小體積高功率密度的設計。

     

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    將充電器初次級拆焊分開,塑料罩分別覆蓋初級和次級濾波電容,用于初次級之間器件絕緣。經過對充電器觀察發現,其采用開關電源寬范圍輸出,次級協議芯片控制輸出電壓的典型架構。下面我們就從輸入端開始一一了解各元器件。

     

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    輸入端焊接保險電阻和綠色NTC浪涌抑制電阻。

     

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    拆下初級小板上的所有元器件,下面從輸入開始依次介紹各個元器件。

     

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    輸入保險絲特寫,外套熱縮管絕緣。

     

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    綠色NTC浪涌抑制電阻絲印5D-5,直徑5mm,冷態電阻5Ω。

     

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    共模電感外套熱縮管,綠色磁環,雙線繞制。

     

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    初級小板背面是整流橋和主控芯片。

     

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    輸入整流橋來自沃爾德,型號WRMSB30M。規格3A1000V,這顆軟橋通過較軟的恢復曲線,比較平滑的關斷特性,可以降低二極管結電容達到非常少的諧波振蕩產生的效果。

     

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    沃爾德WRMSB30M規格資料。

     

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    三顆高壓濾波電容來自永銘,為KCD系列,規格均為18μF 400V。KCD系列電容產品是永銘在2021年推出的一款高性價比的快充電容,具備小體積,高可靠性,低漏電流,高紋波電流等優勢。

     

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    差模工字電感特寫,外套熱縮管,用于抑制充電器高頻干擾傳導。

     

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    初級氮化鎵主控芯片采用南芯SC3021D。芯片支持170KHz 高頻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SC3021x還被睿元實業33W 1A1C氮化鎵快充、REMAX 30W氮化鎵快充等產品采用。此外,南芯快充芯片可應用于充電器、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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    為南芯初級主控芯片供電的濾波電容,規格為50V 10μF。

     

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    輸出電壓反饋光耦,貼片Y電容,氮化鎵功率芯片均焊接在垂直小板上。

     

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    OR1009光耦,用于輸出電壓調節反饋。協議芯片通過控制光耦內部發光二極管發光強度,控制另一端光電三極管的導通程度,從而起到調節反饋輸出電壓的作用。

     

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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。黑鯊30W氮化鎵充電器使用的貼片Y電容料號為TMY1222M。

     

    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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    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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    變壓器整體纏繞馬拉膠帶絕緣,輸出采用多層絕緣線。

     

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    輸出端小板鏤空放置變壓器,小板正面焊接協議芯片,VBUS開關管,濾波電容和同步整流管。

     

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    小板背面焊接同步整流控制器和輸出電流取樣電阻。

     

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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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    同步整流管來自鑫飛宏,型號FH1610G,NMOS,耐壓100V,導阻7.8mΩ,采用DFN5*6封裝。

     

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    同步整流輸出濾波固態電容特寫,規格均為330μF 25V,永銘NPX系列固態電容,兩顆并聯。該系列電容具有小體積、低ESR、高容許紋波電流、高可靠性等特點。

     

    充電頭網了解到,永銘NPX系列固態電容此前已被鴻達順65W 2C1A氮化鎵快充充電器、圖拉斯24W 1A1C快充充電器、努比亞65W氮化鎵充電器、圖拉斯30W 1A1C USB PD快充充電器等多款產品采用,獲得客戶的高度認可。

     

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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。

     

    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。

     

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    此外,SC2151A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,導阻6.4mΩ,PDFN3333封裝。

     

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    威兆半導體 VS3618AE資料信息。

     

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    USB-C輸出接口,采用過孔焊接,橙色膠芯,端面不露銅。

     

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    全部拆解完畢,來張全家福。

     

    充電頭網拆解總結

     

    黑鯊星流GaN 30W快充充電器采用小巧的機身設計,內部使用三塊PCB組合焊接,內部空間利用高。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,內部使用硅膠填充固定。初次級電容外套一體塑料殼絕緣,輸出端小板鏤空,減小體積。充電器采用南芯半導體SC3021D+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,使用永銘電容輸入輸出濾波,用料可靠。


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