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    拆解報告:EGO EXINNO 240W 3C3A六口氮化鎵旅行充電器

    2022-06-11

    今天來拆解的是一款巨無霸PD快充,來自EGO EXINNO的240W氮化鎵快充。支持3C3A六個輸出接口不說,還支持240W總輸出功率,可以同時滿足兩臺筆記本100W充電和兩部手機快充,或者三臺筆記本65W充電配合三部手機充電,功能非常強大。

     

    自帶的數字顯示屏能夠顯示充電器各個接口可用的功率和使用的功率,非常的新穎直觀,能夠了解設備的用電情況是否正常,并根據用電功率選擇接口。下面充電頭網就對這款巨無霸快充進行拆解,看看240W的PD快充是如何設計。

     

    EGO EXINNO 240W六口氮化鎵快充開箱

     

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    包裝盒正面印有EGO EXINNO品牌、充電器外觀圖以及240W、4x GaN、100W等賣點標識。

     

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    側面印有QC3.0、QC5+、SCP、SUPERVOOC、PD3.0、PPS快充協議標識以及每個接口支持最大輸出功率參數。

     

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    另一側印有附帶電源線、可拆卸插腳外觀圖。

     

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    背面中間印有產品使用場景圖,可同時充3臺筆電和3部手機。

     

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    下方還有產品詳細參數信息。

     

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    包裝內含充電器、電源線、插腳配件以及使用說明書。

     

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    附帶三個插腳分別為澳規、英規和歐規。

     

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    插腳背面設有連接插槽和紅色固定卡扣。

     

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    附帶電源線連接端也是可拆卸設計,如此設計,充電器本體使用更加靈活。

     

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    電源線輸入端插腳可折疊設計。

     

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    另一端是和可拆卸插腳一樣的凸起插槽設計。

     

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    線纜上有相關參數:105℃ 300V 2x0.324mm2(13AWG),分別是耐溫、耐壓、線纜橫截面大?。ㄗ畲箅娏鳎﹨?。

     

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    測得電源線端到端長度約為148cm。

     

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    充電器采用PC材質黑色外殼,主體部分磨砂抗指紋,正背面輸出端邊緣分別采用倒角和直角過渡,非對稱設計讓其顯得相當獨特。

     

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    機身正面一覽,左右兩側亮面設計,中心是EGO品牌logo。

     

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    背面印有產品名稱——240W PD EXINNO Pro CHARGER。

     

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    輸入端外殼上印有充電器參數

    型號:EX220

    輸入:100-240V~50/60HZ 3A

    輸出:220W Max

    TYPE-C x3(100W):3.3-21V5A、5/9/12/15V3A、20V5A

    USB-A1(35W):4.5V5A、5V4.5A、5/9/12V3A

    USB-A2 x2(18W):5V3A、9V2A、12V1.5A

    Turbo模式:240W

    Design by EGO@HongKong 2021 and Made in China

    充電器已經通過了PSE、KC、CE、FCC、RoHS認證。

     

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    充電器還自帶可折疊美規插腳,外出攜帶更方便,且不會刮傷包里其它設備。

     

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    輸出端配有3C3A六個USB接口,3個C口和一個A口為綠色膠芯,另外兩個A口為紅色膠芯,接口旁還印有相應的功率標識,三個C口均支持100W快充,性能相當強悍。

     

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    端角處設有LED指示燈。

     

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    測得充電器機身高度為83.3mm。

     

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    寬度為110.07mm。

     

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    厚度為33.17mm。

     

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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473g。

     

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    接通電源,三角形指示燈亮藍光。

     

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    輸出端倒角面設有LED顯示屏,與每個接口一一對應,實時顯示每個接口輸出功率(注:通電短時內每個顯示屏都會亮起然后熄滅,只有接口使用時才會常亮。抓拍此刻狀態是為了展示每個接口都配有功率顯示屏,讓大家眼見為實)。

     

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    如圖使用USB-C口充電,對應顯示屏顯示充電功率為3W,另外五個顯示屏為熄滅狀態。

     

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    使用ChargerLAB POWER-Z KT002測得USB-C1口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP協議,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PE2.0、PD3.0、PPS多個快充協議。

     

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    PDO報文顯示C1口還具備5V2A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五組固定電壓檔位,以及3.3-21V5A一組PPS電壓檔位。

     

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    測得C2口兼容協議和C1口的相同,不再贅述。

     

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    C2口的PDO報文也和C1口的相同。

     

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    C3口兼容快充協議如圖。

     

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    C3口PDO報文如圖,除了5V3A電壓檔位外,其余的也和C1、C2口的一樣。三個C口單口輸出性能基本一致,平時使用無需刻意區別。

     

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    測得USB-A1口支持QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、VOOC/DASH/WARP、PE2.0快充協議。

     

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    測得USB-A2口支持QC2.0/3.0、AFC、FCP快充協議。

     

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    測得USB-A3口同樣支持QC2.0/3.0、AFC、FCP快充協議。

     

    EGO EXINNO 240W六口氮化鎵快充拆解

     

    對EGO EXINNO這款240W氮化鎵充電站進行詳細了解后,下面繼續進行拆解,看看產品內部如何設計。

     

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    沿交流輸入插腳側拆開充電器外殼,PCBA模塊背面覆蓋大面積黃銅散熱片。

     

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    PCBA模塊背面焊接散熱片,與電路板之間有絕緣板和導熱墊。

     

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    PCBA模塊正面散熱片同樣焊接固定,對應降壓電感位置打膠固定及散熱,PCBA模塊引出一條排線連接到外殼上的功率顯示屏幕。

     

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    排線通過插座連接。

     

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    外殼內部按鍵和透光結構一覽。

     

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    功率顯示屏幕背面采用塑料殼絕緣。

     

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    PCBA模塊輸入端一覽,交流輸入采用紅黑導線焊接連接。

     

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    輸出側焊接小板焊接USB母座,小板后面是一排降壓電感,打膠加固散熱。

     

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    PCBA模塊背面焊接固定一面散熱片,散熱片與PCB之間有導熱墊填充。

     

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    使用游標卡尺測得PCBA模塊寬度約為105.39mm。

     

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    長度約為75.95mm。

     

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    厚度約為27.26mm。

     

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    PCBA模塊正面散熱片焊接處特寫。

     

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    PCBA模塊背面散熱片焊接固定。

     

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    正面散熱片下層是塑料絕緣片,涂膠固定及導熱。

     

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    背面散熱片對應輸出二次降壓的部分導熱墊直接接觸散熱片,高壓部分的導熱墊上貼有塑料片絕緣。

     

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    PCBA模塊正面一覽,焊接有三塊小板,分別用于初級PFC與LLC電源控制,USB接口輸出和按鍵小板。

     

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    PCBA模塊背面焊接四顆氮化鎵功率芯片,分別用于交錯PFC和LLC開關,PFC升壓整流管采用碳化硅二極管,右側是同步整流電路和貼片Y電容。PFC和LLC控制器焊接在一塊獨立的小板上,USB接口也都焊接在一塊獨立的小板上。

     

    通過觀察發現,這款充電器采用交錯PFC+LLC開關電源設計,使用交錯PFC進行功率因數校正,LLC開關電源固定電壓輸出,使用六路二次降壓電路進行六個輸出接口的獨立降壓輸出。下面我們就從輸入端開始了解各個器件。

     

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    輸入端導線焊接連接到PCB上。

     

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    充電器的輸入部分由保險絲,EMI濾波電路,整流橋和濾波電容組成。輸入端慢熔保險絲,規格為5A 250V,來自CONQUER功德,MST系列超小型延時保險絲。

     

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    保險絲后面是一顆壓敏電阻,用于充電器輸入的過壓保護。當輸入電壓超過壓敏電阻的額定電壓時,壓敏電阻擊穿導通,將保險絲熔斷斷開電路,防止高壓持續造成意外。

     

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    第一級共模電感使用絕緣線和漆包線雙線并繞,外套熱縮管絕緣。

     

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    安規X2電容來自JURCC捷威,容量0.47μF。

     

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    第二顆共模電感采用磁環繞制,外套熱縮管絕緣。

     

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    整流橋來自JF吉福,型號GBU810,8A 1000V,用于將輸入的交流電整流成脈動直流電輸出。

     

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    兩顆薄膜電容來自JURCC,規格為0.47μF 500V。

     

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    濾波電感磁環繞制,外套熱縮管絕緣。整流橋輸出的脈動直流電通過薄膜電容和磁環電感組成的濾波電路送入PFC電路。

     

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    由于充電器的PFC和LLC主控芯片均焊接在獨立的小板上,首先介紹小板上焊接的交錯PFC控制器。

     

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    小板背面沒有元件,單面焊接。

     

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    為兩顆主控芯片供電的濾波電容,規格為25V 330μF。

     

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    PFC控制器采用安森美NCP1632,是一顆兩相交錯式PFC控制器,以臨界模式運行。內置兩個驅動器,使用兩個較小的升壓電感取代一個較大的升壓電感,并使用180°移位相位,大幅減小電流紋波。NCP1632采用SOIC16封裝,外圍器件精簡。

     

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    兩顆PFC升壓電感特寫,由于這款充電器采用交錯PFC,二相設計,使用兩顆電感交替工作,降低峰值電流。

     

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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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    納微半導體 NV6127 資料信息。

     

    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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    另外一顆PFC開關管同樣為NV6127,兩相對稱。

     

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    PFC升壓整流管來自森國科,型號為KS06065D,耐壓650V,正向電流6A,最高工作溫度175℃,采用PDFN5*6封裝,兩顆用于兩相整流。左側一顆二極管用于PFC旁路,在啟動時為電解電容充電。

     

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    PFC級電流取樣電阻特寫,使用多顆2512封裝電阻并聯,二極管用于箝位,保護PFC升壓控制器。

     

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    高壓濾波電解電容規格為33μF 400V,采用四顆并聯,共計132μF容量,使用PFC升壓電路顯著減小了初級濾波電容容量。

     

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    開關電源主控芯片采用安森美NCP13992,是一顆高性能電流模式諧振LLC控制器,內部集成高壓驅動器,支持最高750KHz工作頻率。電源使用LLC架構,固定電壓輸出,搭配二次降壓滿足USB PD寬電壓輸出。

     

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    輸出電壓反饋光耦也焊接在獨立的小板上,用于輸出電壓反饋。

     

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    LLC開關管采用的是納微NV6125氮化鎵功率芯片,其內置驅動器,無需外置驅動器,175mΩ導阻,耐壓650V,支持2MHz開關頻率,采用散熱增強的QFN6*8mm封裝,適用于升壓,降壓,半橋,全橋開關電源等諸多應用場合。

     

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    納微NV6125資料信息。

     

    充電頭網了解到,采用該芯片的還有OPPO新款65W超級閃充氮化鎵充電器、聯想thinkplus 65W氮化鎵口紅電源Pro、聯想90W閃充雙口氮化鎵充電器、thinkplus65W氮化鎵快充、鴻達順65W 2C1A氮化鎵快充等多款產品。此外納微其它型號氮化鎵功率芯片還被雷柏65W GaN快充、小米GaN充電器Type-C 65W、OPPO 50W餅干氮化鎵快充、貝爾金68W雙C口GaN充電器等數十款產品采用。

     

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    另一顆納微NV6125氮化鎵功率芯片,兩顆組成半橋。充電器宣傳共使用四顆氮化鎵,其中PFC升壓使用兩顆NV6127,LLC使用兩顆NV6125,與宣傳描述相符。

     

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    LLC諧振電感特寫,使用絕緣膠帶嚴密纏繞。

     

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    LLC變壓器特寫,使用絕緣膠帶嚴密纏繞,輸出使用多層絕緣線。變壓器次級輸出的交流電經過同步整流和濾波電路后整流成直流電為二次降壓電路供電。

     

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    次級兩顆同步整流管來自龍騰,型號為LSGN06R036HWB,NMOS,耐壓60V,導阻3.6mΩ,采用DFN5*6封裝,使用兩顆用于LLC同步整流。同步整流管下方是同步整流控制器,來自安森美,絲印4306A,實際型號為NCP4306,支持最高1MHz開關頻率。NCP4306支持DCM/CCM/QR反激,還支持LLC半橋同步整流,使用兩顆用于LLC同步整流。

     

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    兩顆固態電容用于輸出濾波,規格為1000μF 25V。

     

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    一顆磁環電感配合濾波電容用于輸出濾波。

     

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    兩顆貼片Y電容均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TMY1102M。

     

    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電容除了被倍思高通QC5認證100W氮化鎵快充、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,也可應用于海陸通、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。

     

    以上是充電器的AC-DC部分,采用PFC+LLC架構輸出固定的直流電壓,然后送至二次降壓電路,根據協議需求輸出所需的電壓。下面是充電器二次降壓電路的介紹,以及功率顯示電路,展示充電器是如何實現動態功率分配以及LED功率顯示。

     

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    輸出側一覽,焊接一塊USB接口小板和按鍵小板。USB接口小板上面焊接三個USB-C接口,支持100W功率盲插,綠色USB-A接口支持35W輸出功率,兩個橙色USB-A接口支持18W輸出功率,每個接口都對應獨立的降壓電感和降壓電路。

     

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    焊接取下USB接口小板,小板左側還焊接排線插座,用于連接LED功率顯示屏幕。

     

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    背面是對應6個輸出接口的6路降壓控制器和一顆用于功率顯示的單片機。

     

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    其中六顆降壓芯片全部為同一型號,為智融的SW3518S,支持A+C口任意口快充輸出,支持雙口獨立限流。其集成了5A高效率同步降壓變換器,支持 PPS、PD、QC、AFC、FCP、SCP、PE、SFCP、VOOC等多種快充協議,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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    智融SW3518詳細資料。

     

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    智融SW3518S降壓芯片特寫,上方是端口電流取樣電阻,用于檢測輸出電流,進行過流保護和輸出功率顯示。

     

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    小板上還焊接一顆單片機,來自中微,型號為CMS8S5880,用于功率檢測以及顯示輸出和功率智能分配功能。

     

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    78L05三端穩壓芯片用于為單片機和數碼管供電。

     

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    連接LED功率顯示屏幕的排線座。

     

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    對應三個100W USB-C接口的同步降壓開關管來自真茂佳,型號為ZM045N03N,NMOS,耐壓30V,導阻為4.5mΩ,采用DFN5*6封裝。

     

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    對應USB-A口的同步降壓開關管絲印R03N041AP,為NMOS管。

     

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    降壓電感外套熱縮管絕緣,并打膠固定。

     

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    輸出濾波電容規格均為220μF 25V。

     

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    三個支持100W輸出的USB-C母座,采用過孔焊接固定,綠色膠芯不露銅。

     

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    用于35W快充輸出的USB-A母座,正負極加寬,前端具有輔助觸點。

     

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    兩個18W輸出的USB-A母座,橙色膠芯,正負極加寬。

     

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    LED功率顯示屏幕特寫,為段碼屏幕,顯示188和88W,分別對應USB-C和USB-A接口。

     

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    小板背面焊接一顆LED驅動器芯片。

     

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    連接充電器主板的插座特寫。

     

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    驅動LED段碼屏幕顯示的驅動器來自天微,型號為TM1629B,用于各個接口的功率顯示。

     

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    連接排線特寫。

     

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    充電器按鈕和指示燈小板特寫。

     

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    小板背面沒有焊接元件。

     

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    指示燈和按鍵特寫。

     

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    全部拆解完畢,來張全家福。

     

    充電頭網拆解總結

     

    EGO EXINNO推出的240W氮化鎵快充支持兩個USB-C接口以100W功率輸出,三個USB-C接口均支持100W輸出,配置上非常強悍,同時支持6口獨立快充輸出,充分滿足現代智能手機及筆記本電腦充電需求,是一款秀肌肉的產品。


    充電頭網通過拆解了解到,這款充電器采用交錯式PFC+LLC開關電源,固定電壓輸出,配合二次降壓電路實現各個接口的快充輸出。PFC升壓控制器采用NCP1632,LLC控制器采用NCP13992,同步整流控制器采用NCP4306,整套電源方案均來自安森美。充電器中分別使用兩顆納微NV6127氮化鎵功率芯片用于交錯式PFC升壓,兩顆NV6125用于LLC開關電源。

     

    充電器AC-DC輸出的固定直流電壓通過二次降壓電路輸出,對應6個輸出接口分別是6個獨立的降壓電路。協議和降壓控制器采用智融SW3518S,配合中微單片機進行智能功率控制和功率顯示,并通過天微驅動器實現各個接口的輸出功率顯示。充電器內部采用多塊小板組合焊接,空間利用率高。PCBA模塊正反面均覆蓋散熱片,將充電器發熱快速散發。


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