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    拆解報告:倍思100W 2A2C氮化鎵快充插座

    2022-05-04

    想必很多朋友都遇到過在購買筆記本后,想要再買一個電源,家里放一個,公司放一個,每天攜帶電腦不用再攜帶充電器,能夠減輕背包重量,也可以只背一個小包帶筆記本就可以,非常方便。但是過去的筆記本電源錯綜復雜,相同品牌的筆記本都有多種接口,買錯的事情時有發生。

     

    而USB PD快充的推出,大大提升了筆記本充電器的兼容性,不管是什么品牌,只要具備USB-C接口可以充電,就可以使用其他品牌的USB PD充電器充電,大大減少了選購充電器的麻煩。

     

    倍思推出了一款支持100W功率輸出的插線板,非常適合購置筆記本電腦后,額外購置一個電源的用戶。插線板體積與傳統適配器差不多大小,在為筆記本供電的同時,還可以連接其他家用電器,方便使用。

     

    倍思100W氮化鎵插座開箱

     

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    倍思100W氮化鎵桌面插線板一如既往的簡潔包裝,印有功率和產品外觀,采用了倍思第三代GaN技術。

     

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    打開包裝,內含插線板、充電線、貼紙和說明書。

     

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    附帶數據線是CC線,使用魔術扎帶捆扎整理,扎帶上還印有Baseus品牌。

     

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    數據線長度約為109cm。

     

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    而且這根數據線內置了 E-Marker 芯片,支持5A大電流。

     

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    這款插座自帶電源線,機身是長條方柱造型設計。

     

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    插頭為三腳接地設計,10A 250V~ 的規格符合主流。

     

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    插頭兩側設有小凹面,方便用戶插拔,細節處理還挺貼心。

     

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    插頭為一體注塑成型,印有 Baseus 的 logo。

     

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    電源線連接交界處做了加強處理,減少日常使用中拖拽帶來的磨損開裂。

     

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    機身外殼磨砂和亮面撞色設計,各面間過渡圓潤,頂面印有 Baseus 的 logo。

     

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    機身底部印有參數信息:

    型號:CCGAN100-2ACC

    輸入 100-240V~50/60Hz,2.5A Max

    USB-C1/C2輸出:5V/9V/12V/15V 3A,20V5A 100W Max

    USB-A1/A2輸出:5V/9V/12V/20V 3A

    產品已經通過了CCC認證。

     

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    另外兩側都增設了AC交流插孔,內置安全門防止異物進入。特寫這一面左端還印有100W GaN字樣。

     

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    機身一端配置了2C2A四個輸出接口,均支持快充,邊緣設有LED指示燈。

     

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    兩個 USB-A 接口和同系列的其他產品不太一樣,由于有著100W的功率,功率分配不再捉襟見肘,雙口均支持快充,并支持大電流快充。

     

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    通電后LED指示燈亮起冰藍色燈光。

     

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    電源線的長度約為155cm。

     

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    機身長度為111.83mm。

     

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    高度為38.05mm。

     

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    寬度約為46.79mm。

     

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    和蘋果96W充電器對比。

     

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    倍思100W氮化鎵桌面插線板的正面和一元硬幣比較。

     

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    拿在手里的大小如上圖所示,比起傳統的筆記本適配器小巧了不少。

     

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    產品帶線重量約為429.2g,還是相當輕便的。

     

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    協議方面,使用ChargerLAB的POWER-Z KT002讀取插線板 USB-C 接口的快充協議,實測支持 Apple2.4A、QC2.0、QC3.0、QC4+、AFC、FCP、SCP、PE、PD3.0 和PPS等充電協議。

     

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    PDO報文方面,支持 5V3A、9V3A、12V3A、15V3A 和20V5A五組固定電壓和 3.3V-21V4.05A 一組PPS電壓檔位,有著更好的設備兼容性。

     

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    USB-A 接口支持的協議同樣豐富,實測支持 Apple2.4A、QC2.0、QC3.0、AFC、FCP、SCP、PE 等充電協議。 

    倍思100W氮化鎵快充插座拆解

     

    對倍思這款00W氮化鎵快充插座做了詳細了解后,下面繼續進行拆解,看看產品內部如何設計。

     

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    倍思100W氮化鎵快充插座內部采用灌封膠工藝,除加強導熱,均勻散熱外,灌封能固定元器件位置,成為一個整體。有效防止插線板不慎跌落造成快充模塊損壞,灌封工藝值得肯定。

     

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    內部PCBA模塊全部灌封成為一個整體,可以看到輸出側電感和輸出母座。

     

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    PCBA模塊另一端為輸入插腳,連接到插座內部連接電源。

     

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    清理掉灌封膠,PCBA模塊由多塊小板組合焊接成為一個整體,內部結構緊湊,空間利用率非常高。

     

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    通過觀察,PCBA模塊由5塊小板焊接組合而成。

     

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    輸入端一覽,模塊內部全部被灌封膠填充。

     

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    模塊左側為PFC升壓電感,右側為LLC變壓器,最右側是快充同步降壓電路。

     

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    右側小板焊接整流橋,輸出脈動直流電為PFC功率因數校正電路供電,中間小板焊接LLC變壓器及相關電路。

     

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    快充降壓電路分為三路獨立的降壓電路,其中兩個USB-C口支持功率盲插,單口輸出100W,兩個USB-A口支持獨立接口快充。

     

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    測得PCBA模塊長度為72mm。

     

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    PCBA模塊寬度為41mm。

     

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    PCBA模塊高度為29.2mm。

     

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    下面將PCBA模塊拆分,依次了解各個PCB上面的元件信息。

     

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    首先從電源輸入開始看起,這塊PCB負責交流電源輸入濾波和同步整流及濾波輸出,為快充降壓供電。

     

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    交流輸入首先通過慢熔保險絲,規格為3.15A 250V,用于輸入過流保護。

     

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    第一級共模電感,采用絕緣線繞制。

     

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    X電容來自科雅電子,0.56μF。

     

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    第二級共模電感,使用扁銅帶繞制。

     

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    經過EMI電路濾波后的交流電送到整流橋,由整流橋將交流電整流成脈動直流電為PFC功率因數校正電路供電。整流橋型號ULBF810,使用兩顆半橋接法均攤發熱。

     

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    整流橋小板背面印有Baseus logo,FR4板材,厚度1mm,過孔及大面積覆銅加強散熱。

     

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    整流后的脈動直流電送至PFC小板,由PFC電路升壓進行功率因數校正。小板正面焊接開關管、升壓電感和濾波電容等。

     

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    兩顆薄膜濾波電容均來自科雅,分別為0.47μF和1μF,兩顆電容中間是濾波電感。

     

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    PFC升壓開關管來自納微,是一顆氮化鎵功率芯片,型號NV6127,內部集成氮化鎵開關管、氮化鎵驅動器以及邏輯電路,應用簡單。NV6127采用QFN6*8mm封裝,散熱性能升級,125mΩ導阻,內置驅動器支持10-30V供電。最高支持2MHz開關頻率。

     

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    充電頭網拆解了解到,采用納微NV6127氮化鎵芯片的產品還有聯想90W閃充雙口氮化鎵充電器、倍思120W氮化鎵+碳化硅PD快充充電器等。此外,納微GaNFast功率芯片此前已被OPPO 50W餅干氮化鎵快充、RAVPOWER 65W 1A1C氮化鎵快充、小米65W氮化鎵充電器、SlimQ 65W氮化鎵快充、Anker PowerCore Fusion PD超極充、RAVPower 45W GaN PD充電器、倍思65W氮化鎵充電器等產品采用,獲得市場高度認可。

     

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    PFC升壓電感特寫,為PQ20磁芯,電感量為230μH。

     

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    高壓濾波電容來自凱澤鑫,33μF 400V,兩顆并聯用于PFC升壓輸出濾波。

     

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    電路板背面是一顆整流管,電流取樣電阻和貼片Y電容。

     

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    PFC整流管來自泰科天潤,G5S6504Z,是一顆耐壓650V,4A電流的碳化硅二極管,采用DFN5*6封裝。

     

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    PFC開關管檢流電阻,2512合金電阻,60mΩ。

     

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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,料號TMY1331K。

     

    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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    PFC升壓輸出濾波后的直流電壓為LLC級供電,小板正面有LLC變壓器,諧振電容和諧振電感,以及PWM控制器供電電容。

     

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    小板背面是一顆PFC+LLC二合一控制器和兩顆LLC開關管。

     

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    小板正面的LLC變壓器,采用ATQ27磁芯,感量820μH。

     

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    諧振電感采用RM5磁芯,感量30μH。

     

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    諧振電容來自科雅,0.033μF 630V耐壓。

     

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    主控芯片供電電容來自永銘,規格為47μF 50V。

     

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    充電器初級PWM主控芯片采用NXP恩智浦TEA2016AAT,一顆芯片內置LLC控制器和PFC控制器,內置數字架構控制,簡化了設計的同時減少外圍元件數量,芯片內置多重完善的保護功能,集成度非常高。

     

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    LLC開關管來自華瑞微,HRM65R380G,是一顆650V耐壓的超結NMOS,導阻為340mΩ,采用DFN5*6封裝。

     

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    另外一顆型號相同,兩顆組成LLC半橋。

     

    變壓器輸出連接到交流輸入小板上,進行同步整流轉換成直流電。倍思100W氮化鎵快充插座采用PFC+LLC架構恒壓輸出,送至二次降壓小板根據設備需求調節輸出電壓。這也是多口充電器的主要結構,AC-DC固定電壓輸出,再通過DC-DC進行降壓,滿足多口快充需求。

     

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    LLC輸出同步整流及反饋電路特寫,左側為一顆同步整流控制器和兩顆同步整流管,右側為貼片Y電容以及電壓反饋光耦。

     

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    同步整流控制器來自NXP恩智浦,型號為TEA1995,其內置兩個獨立的同步整流驅動器用于LLC架構開關電源的同步整流,外圍元件精簡,支持38V工作電壓,能夠滿足USB PD3.1的28V輸出。

     

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    兩顆同步整流管來自華羿微,型號為HYG025N06LS2C2,NMOS,耐壓60V,導阻2.3mΩ,采用PDFN8L封裝。

     

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    輸出濾波固態電容來自豐賓,PX系列,330μF 25V,三顆并聯。

     

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    特銳祥貼片Y電容,料號為TMY1681M。

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    另一顆特銳祥貼片Y電容,料號為TMY1102M。

     

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    用于反饋輸出電壓的光耦,EL1019。

     

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    輸出接口小板正面一覽,USB-C母座與電感之間使用隔離板絕緣,電感電容器件打膠加固。

     

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    小板背面為三路獨立降壓電路設計,其中USB-C1和USB-C2為同樣的獨立降壓電路,兩個USB-A口共用一路降壓電路。倍思100W氮化鎵快充插座內部使用三顆智融科技SW3516H主控芯片,分別用于兩個USB-C口和兩個USB-A口協議與降壓。

     

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    電源指示燈特寫,用于指示插線板通電狀態。

     

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    用于USB-C口的降壓電感特寫,包裹熱縮管固定,電感底部打膠固定。

     

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    用于USB-A口的降壓電感。三顆固態電容規格均為330μF 25V,用于輸出濾波。

     

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    USB-C插座特寫,橙色膠芯不露銅。

     

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    USB-A插座特寫,橙色膠芯,正負極加寬,支持大電流快充。

     

    下面把電路板翻轉到背面,看看三路獨立降壓是如何實現的吧。

     

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    USB-C1口降壓電路主控芯片采用智融SW3516H,用于進行降壓控制和協議識別。智融SW3516H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。

     

    SW3516H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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    用于另一路USB-C接口的SW3516H主控芯片。

     

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    用于USB-A接口的SW3516H主控芯片。

     

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    SW3516H外置兩顆MOS管用于同步降壓,銳駿半導體RUH4040,NMOS,耐壓40V,導阻8mΩ,采用PDFN3333封裝。

     

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    另外一路USB-C口同步降壓也是使用銳駿半導體RUH4040。

     

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    USB-A口同步降壓也是使用銳駿半導體RUH4040。

     

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    USB-A口VBUS開關管,使用銳駿半導體 RU30D20M2 雙NMOS,耐壓30V,導阻8.5mΩ,使用PDFN3333封裝。

     

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    用于多口功率智能分配的無標單片機。

     

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    全部拆解完畢,來張全家福。

     

    充電頭網拆解總結

     

    倍思100W氮化鎵快充插座自帶1.5米長延長線纜,滿足日常擴展使用。插座兩側具備2+3交流插座,支持2500W功率,使用自帶的100W USB PD快充為筆記本充電,連接一個顯示器,再插一個熱水壺也是極好的。

     

    充電頭網通過拆解了解到,倍思插座內部快充模塊采用灌膠工藝,能夠增強散熱性能,提升耐候性的同時提升保護性能,有效避免插線板在使用過程中中不慎跌落損壞,更加經久耐用。插座內部快充模塊使用恩智浦TEA2016AAT+TEA1995 PFC+LLC+同步整流方案,恒壓輸出,由五塊小板焊接組成為一個整體。


    PFC使用納微半導體NV6127搭配泰科天潤碳化硅二極管,LLC開關管來自華瑞微,同步整流管來自華羿微,初級濾波電容來自凱澤鑫,同步整流輸出和二次降壓輸出濾波固態電容均來自豐賓。模塊三路獨立降壓均采用智融SW3516H降壓方案,快充兼容性好,能夠滿足筆記本和手機的大功率充電。


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