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    拆解報告:柚比迷你33W氮化鎵充電器

    2022-05-21

    一款小巧的氮化鎵快充,相比傳統帶輸入線又帶輸出線的充電器來說,非常清爽。柚比33W氮化鎵充電器就是一款小巧體積的充電器,具備折疊插腳,配色既有穩重又有清新,完美適配不同人群??斐鋮f議支持廣泛,對手機和筆記本都有很好的兼容性。下面我們就對這款33W氮化鎵充電器進行詳細拆解,看看內部如何設計。

     

    柚比迷你33W氮化鎵充電器開箱

     

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    柚比33W氮化鎵充電有三種配色,包裝盒也是采用與充電器相襯配色基調設計,盒子正面印有不同的應用場景,表明充電器無論是居家還是辦公使用都能很好勝任。

     

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    充電器延續山脈灰、溫莎白、莫蘭粉三個配色,設計也是十分精致小巧。下面我們以粉色款為例進行詳細了解。

     

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    這個包裝盒上印的是餐飲公共場所場景,表明充電器適合攜帶外出使用,另外還印有UIBI品牌logo和充電器名稱。

     

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    背面印有產品賣點標識和參數信息。

     

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    包裝內涵充電器和用戶手冊。

     

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    產品延續柚比迷你20W充電器外觀樣式設計,外殼表面啞光,邊角過渡圓潤,整體小巧精致,堪稱30W功率段快充里的顏值擔當。

     

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    輸入端外殼上標注有充電器參數

    產品型號:P33

    產品功率:33W

    輸入電壓:100-240V 50/60Hz 0.9A

    輸出:5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.65A、5-11V3A

    品牌商:UIBI柚比

    制造商:南京酷科電子科技有限公司

    監制:深圳市仁越科技有限公司

    產品已經通過了CCC認證和VI級能效認證。

     

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    此外采用的是可折疊國標插腳,便攜方便且不會刮傷包里其它設備。

     

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    頂面外殼印有UIBI品牌,并配有LED指示燈和USB-C接口。

     

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    C口白色膠芯,并配有金屬環進行裝飾,讓充電器顯得更加精致。

     

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    測得充電器機身高度為32.25mm。

     

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    寬度為32.17mm。

     

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    厚度為32.33mm。

     

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    和蘋果30W充電器對比,體積優勢明顯。

     

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    拿在手上的直觀感受,十分小巧精致。

     

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    充電器凈重約為42g。

     

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    接通電源,LED指示燈亮冷白色。

     

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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、SCP、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、20V1.65A五組固定電壓檔位,以及5-11V3A一組PPS電壓檔位。

     

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    給iPhone 13 Pro充電,使用ChargerLAB POWER-Z KM002C測得功率為9.11V 2.5A 22.77W。

     

    柚比迷你33W氮化鎵充電器拆解

     

    對柚比迷你33W氮化鎵充電器做了基本了解后,下面繼續對其進行詳細拆解,看看產品的實際做工用料如何。

     

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    沿充電器接縫打開外殼,可以看到內部有兩塊PCB板,其中垂直的PCB板上面焊接氮化鎵功率芯片,并使用導熱硅膠覆蓋。

     

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    取出充電器內部的PCBA模塊,兩塊PCB之間使用塑料支架固定,空間利用率很高,這也是這款快充能做到體積小巧的重要原因。

     

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    充電器內部采用三塊PCB組合焊接,小板焊接LED電源指示燈,高壓電解電容和變壓器使用塑料罩與輸出小板隔離絕緣。

     

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    輸出側一覽,可以看到隔離高低壓的塑料罩,變壓器次級采用多層絕緣線,隔離罩開槽用于走線。

     

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    分離開兩塊PCB,垂直的PCB用于開關電源降壓,水平的PCB用于電源輸入,反饋控制以及同步整流等功能,塑料絕緣罩將兩塊PCB完全隔離。

     

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    測得PCB模塊不含插腳的長度為20.84mm。

     

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    寬度為26.62mm。

     

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    高度為26.98mm。

     

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    貼片保險絲來自貝特電子,額定電流2A,在充電器出現異常過電流情況下及時切斷電源,確保安全。

     

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    RABS210整流橋用于輸入整流,將交流電整流成脈動直流電。

     

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    工字電感特寫,外套熱縮管絕緣。

     

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    濾波電容來自BERYL綠寶石,400V22μF,兩顆并聯,將脈動直流電濾波成直流電。

     

    通過電解電容濾波后輸出的直流電進入變壓器初級側,由PWM控制器控制氮化鎵功率管進行高頻開關,通過變壓器轉換成低壓交流電輸出。

     

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    電路板另外一面焊接開關電源控制器和氮化鎵功率器件。

     

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    開關電源主控芯片采用南芯半導體ZC03C定制控制器。是一顆高性能多模式準諧振反激控制器,內置X電容放電和高壓啟動,可實現極低的待機功耗和超快的啟動速度。ZC03C具有自適應的頻率折返功能,可在整個負載范圍獲得更高的效率。

     

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    南芯ZC03詳細資料。據充電頭網了解,南芯半導體的快充方案廣泛應用在充電器、無線充、車充、充電寶、儲能電源等各個方面。南芯ZC03反激控制器在紫米33W雙口快充中也有應用。

     

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    為PWM控制器供電的濾波電容,來自AiSHi艾華,耐壓80V,容量4.7μF。

     

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    氮化鎵功率芯片來自納微,NV6152是新一代功率芯片產品,內部集成GaNSense無損電流檢測電路,省去了外部電流檢測電阻,消除電流檢測電阻功耗,提高充電器轉換效率,并且內置的無損電流檢測,還提供了更快速的過電流保護功能,搭配智能待機模式,進一步提升性能和可靠性,并降低待機功耗。

     

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    NV6152內置驅動器、高精度無損耗電流采樣電路以及保護電路,導通電阻為450mΩ,耐壓650V,瞬態耐壓800V,支持2MHz開關頻率,采用5*6mm QFN封裝,節省面積。

     

    充電頭網通過拆解了解到,納微GaNFast功率芯片此前已被iQOO 120W氮化鎵閃充、摩托羅拉68W氮化鎵充電器、戴爾60W氮化鎵快充、OPPO 50W餅干氮化鎵快充、小米65W 1A1C氮化鎵快充充電器、努比亞65W氘鋒三口氮化鎵快充、聯想YOGA 130W雙USB-C口快充等知名品牌的數十款產品采用。

     

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    變壓器特寫。

     

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    水平小板焊接了同步整流電路,協議芯片以及光耦,負責充電器的輸出部分,下面是次級輸出電路的詳細解析。

     

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    反饋調節輸出電壓的光耦,億光EL1018。

     

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    貼片Y電容來自特銳祥,型號為TMY1471K,具有體積小巧,重量輕等特點,非常適合小體積氮化鎵快充等高功率密度電源中應用。

     

    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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    來到另外一面,這一面焊接了同步整流控制器,協議芯片以及VBUS開關管和濾波電容。

     

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    變壓器輸出的低壓交流電通過同步整流電路轉換為脈動直流電。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,適用于寬輸出范圍反激適配器應用。

     

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    充電頭網拆解了解到,該芯片已經被綠聯65W氮化鎵快充插座、威源新能30W 1A1C氮化鎵快充、古石科技迷你30W氮化鎵快充、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、圖拉斯迷你30W氮化鎵充電器采用。

     

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    同步整流管采用真茂佳ZMS100N10N,NMOS,耐壓100V,導阻10mΩ,采用DFN5*6封裝。

     

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    整流后的脈動直流電通過固態電容濾波成直流電,固態電容來自柏瑞凱,VQ系列耐高溫125攝氏度,貼片封裝,100μF 25V耐壓。

     

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    協議芯片通過與設備進行協議握手將所需充電電壓通過光耦反饋給初級PWM控制器。

     

    協議芯片采用南芯SC2151A,該芯片已經獲得USB-IF PD3.0認證,TID:4869。其采用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,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。

     

    充電頭網拆解了解到,南芯SC2151A協議IC還被安克30W迷你氮化鎵快充(英雄聯盟版)、綠聯30W氮化鎵快充、PANFORE 65W氮化鎵快充、古石科技迷你30W氮化鎵充電器、努比亞30W氮化鎵快充、倍思30W GaN3氮化鎵快充充電器等產品采用。

     

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    輸出VBUS開關管來自AOS,AON7534,NMOS,耐壓30V,導阻5mΩ,采用DFN3*3封裝。左側一顆灰色NTC熱敏電阻用于檢測充電器內部溫升情況。

     

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    USB-C母座采用過孔焊接,白色膠芯,母座上方焊接了一塊小板,是電源指示燈。

     

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    電源指示燈采用白色LED,串聯10K電阻限流。

     

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    全部拆解完畢,來張全家福。

     

    充電頭網拆解總結

     

    柚比33W氮化鎵采用小方塊設計,配備折疊插腳,日常攜帶及使用非常方便。廣泛的快充協議,支持20V輸出和PPS協議,使這款充電器能夠同時適配筆記本和手機充電,兼容性非常好。

     

    充電頭網通過拆解了解到,柚比33W氮化鎵充電器采用三塊PCB組合焊接的結構,初級與次級之間使用塑料支架充分絕緣。使用多塊PCB組合的方式,充分提高充電器內部空間利用率,也是這款充電器可以做到這么小的關鍵。

     

    用料方面,柚比33W氮化鎵充電器由南京酷科電子生產,內部使用南芯ZC03C反激控制器+SC3503同步整流控制器+SC2151A協議芯片,全套南芯方案。初級氮化鎵功率芯片為納微NV6152,支持無損電流檢測,無需取樣電阻,效率更高。內部電容均來自業內知名品牌,整體的做工和用料都很不錯。


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