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    拆解報告:紫米30W氮化鎵快充充電器

    2022-05-21

    隨著蘋果超大杯手機的發布,主流的快充功率不斷提升,由曾經的18W提升到20W,iPhone13的推出,將主流的快充功率推高到27W,充電器升級到30W也是勢在必行。同時30W的快充還可以為安卓手機提供PPS快充,對于多機黨就更加友好了。

     

    知名廠商紫米新推出了一款30W功率的氮化鎵充電器,外形圓潤,配合折疊插腳,收納方便,手感也很好。下面充電頭網就對這款氮化鎵充電器進行拆解,看看內部的用料如何。

     

    紫米30W氮化鎵充電器開箱

     

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    包裝盒正面印有ZMI品牌、充電器外觀圖、名稱以及GaN標識。

     

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    背面印有充電器參數信息。

     

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    包裝內含充電器和使用說明書。

     

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    充電器外殼灰白撞色設計,表面磨砂抗指紋,整體十分的小巧。

     

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    充電器配備可折疊國標插腳,進一步提升產品便攜性同時攜帶不會刮傷包里其它設備。

     

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    輸入端外殼上印有充電器參數

    型號:HA719

    輸入:100-240V~50/60HZ 0.8A

    輸出:5V3A、9V3A、11V2.75A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A

    制造商:南京酷科電子科技有限公司

    監制:江蘇紫米電子技術有限公司

    充電器已經通過了CCC認證。

     

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    頂面配有單USB-C接口,靠一側布局,白色膠芯。

     

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    測得充電器機身高度為37.99mm。

     

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    寬度為30.92mm。

     

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    厚度為31.02mm。

     

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    和蘋果30W充電器對比,體積優勢明顯。

     

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    充電器拿在手上的大小直觀感受。

     

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    凈重約為48g。

     

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    使用ChargerLAB POWER-Z KT002測得C口支持QC2.0/3.0、AFC、FCP、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、20V1.5A五組固定電壓檔位,以及5-11V2.75A和5-20V1.5A兩組PPS電壓檔位。


    紫米30W氮化鎵充電器拆解

     

    對紫米這款30W氮化鎵充電器有了基本了解后,下面繼續對其進行拆解,看看用料做工如何。

     

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    從充電器輸出端外殼開始拆解,首先撬下灰色外殼,露出內部PCBA模塊。

     

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    抽出內部PCBA模塊,由兩塊PCB堆疊焊接,充分利用內部空間減小體積。

     

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    充電器內部折疊插腳采用黑色塑料蓋配合螺絲固定。

     

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    測得PCBA長度約為25mm。

     

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    寬度約為25.9mm。

     

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    高度約為25.5mm。

     

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    模塊輸入輸出小板一覽,輸入側焊接整流橋,小板上焊接貼片Y電容和反饋光耦,輸出側焊接USB-C母座和同步整流管等元件。

     

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    另一塊小板為初級部分,焊接一顆氮化鎵合封芯片和濾波電容以及變壓器。

     

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    變壓器和初級電容使用塑料絕緣支架與次級電路隔離絕緣。

     

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    輸出濾波固態電容也放置在支架中,簡化絕緣設計。

     

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    USB-C母座上方為塑料絕緣支架。

     

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    焊接將小板與變壓器拆分開,進行詳細拆解。

     

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    輸入端小板特寫,保險絲兩側焊盤加錫用于連接交流輸入,交流電經過保險絲送入整流橋,由右側焊盤輸出至初級部分小板。

     

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    輸入端延時貼片保險絲規格為2A 250V,用于輸入過流保護。

     

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    整流橋來自揚杰,型號RABS210,2A 1000V,將交流電整流成為脈動直流電后通過右側的焊盤,輸出到初級小板上的濾波電容進行濾波,為初級電路供電。

     

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    小板上焊接兩顆濾波電容,差模濾波電感和一顆為主控芯片供電的小電容,其中一顆較小的電解電容纏繞膠帶絕緣,變壓器已被拆掉。

     

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    兩顆高壓濾波電容均來自AiSHi艾華,RK系列充電器專用小型化電容,105℃耐熱,規格為400V 22μF。

     

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    差模濾波電感,工字磁芯,外套熱縮管包裹絕緣。

     

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    另一顆濾波電容規格為400V 33μF,合計55μF容量。

     

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    開關電源主控芯片采用南芯半導體的SC3056。南芯SC3056是一顆高頻準諧振反激轉換器,具有高能效和高可靠性,源自南芯半導體的SC305x系列。SC3056內部集成650V耐壓的開關管,可輕松驅駕30W~40W輸出功率范圍。

     

    SC3056工作在QR和DCM模式下,谷底開通以提高效率;提供自適應的頻率折返用于實現全負載范圍內的高效率;無負載時,芯片以突發模式運行,降低待機功耗。轉換器內置高壓啟動電路,可實現超低的待機功耗和超快的啟動速度。同時集成軟啟動電路,以及用于超寬輸出范圍的分段式供電電路。在突發和故障模式下具有超低的工作電流,滿足待機能效要求。最高工作頻率為175KHz,大幅降低磁性器件的體積和成本。全功率范圍具備抖頻功能,用以改善EMI性能。

     

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    芯片內置過熱保護,供電過壓保護、供電欠壓閉鎖、逐周期電流限制、兩級過流保護、輸出過電壓保護、輸出短路保護和過載保護,提供完善全面的保護功能。

     

    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,并被立訊精密65W 1A1C氮化鎵快充、華為66W超級快充車充、華為50W超級快充無線車充、紫米20號200W PD快充移動電源、小米20000mAh移動電源50W超級閃充版、三星10000mAh 25W PD快充移動電源、公牛600W戶外移動電源、安克PowerHouse II 400戶外電源數十款產品采用,品質獲得客戶高度認可。

     

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    用于SC3056分段式供電的供電電感。

     

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    為南芯SC3056供電濾波的電解電容,來自AiSHi,規格為50V 10μF。

     

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    變壓器特寫,輸出采用多層絕緣線,輸出線固定在絕緣外殼中,方便裝配。

     

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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。料號為TMY1471K。

     

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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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    用于反饋調節輸出電壓的CT1018光耦,由協議芯片通過改變光耦內部發光二極管的發光強度,控制內部光電二極管的導通程度,由初級主控芯片檢測變化,從而實現輸出電壓反饋。

     

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    同步整流管來自真茂佳,型號ZMS100N10N,NMOS,耐壓100V,導阻10mΩ,采用DFN5*6封裝。

     

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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,該芯片已經被綠聯65W智充魔盒2C2A氮化鎵快充插座、TEGIC迷你30W氮化鎵快充、綠聯迷你30W氮化鎵快充、征拓65W 2C1A氮化鎵充電器、威源新能30W 1A1C氮化鎵快充、意象65W氮化鎵充電器、努比亞30W氮化鎵快充等產品采用。

     

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    輸出濾波固態電容來自Polycap柏瑞凱,VA系列105℃耐熱,規格為330μF 25V。

     

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    USB PD快充協議芯片采用英飛凌 CYPD3174,該芯片支持PD3.0包括PPS協議,支持QC4.0,蘋果2.4A等其他快充協議;內置多重全面的保護功能,內置32位M0處理器,集成振蕩器且無需外部時鐘。芯片右下角NTC1為熱敏電阻,在USB-C接口處,用于檢測充電器內部溫度,進行過熱保護。

     

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    VBUS開關管來自東芝,型號為TPCC8104,PMOS管,耐壓30V,導阻6.8mΩ。

     

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    USB-C母座特寫,白色膠芯,過孔焊接固定。

     

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    全部拆解完畢,來張全家福。

     

    充電頭網拆解總結

     

    紫米30W充電器與前不久推出的35W雙口充電器采用相同的設計語言,折疊插腳小巧便攜。充電器支持5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五組輸出,以及5-11V2.75A和5-20V1.5A兩組PPS電壓檔位,對蘋果和安卓手機支持都非常好,并且還支持筆記本電腦充電。

     

    充電頭網通過拆解了解到,紫米30W充電器采用兩塊PCB組合焊接,L型結構內部布置變壓器和濾波電容,最大化利用內部空間減小充電器體積。初級與次級濾波電容采用定制絕緣支架隔離,簡化生產工序。

     

    充電器內部使用知名廠商南芯半導體的SC3056+SC3503氮化鎵快充電源方案,此前紫米35W雙口充電器也選用了這款電源方案。充電器內部采用AiSHi艾華電解電容濾波,使用英飛凌協議芯片,外置熱敏電阻進行溫度檢測,整體做工用料扎實可靠。


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