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    拆解報告:威源新能30W氮化鎵充電器

    2022-07-21

    30W氮化鎵充電器具有小巧便攜的優勢,對蘋果和安卓手機都有很好的兼容性,有著不錯的使用體驗。同時氮化鎵的加持,使得體積相比20W的充電器差不多,搭配平面變壓器,可以設計成餅干造型,更加便攜。

     
    威源新能推出了一款30W氮化鎵充電器,自帶折疊插腳,機身最厚處約為18.8mm,攜帶非常方便。同時支持20V輸出電壓和PPS快充,兼顧筆記本電腦和手機充電。充電頭網下面就對這款充電器進行拆解,看看用料做工如何。
     

    威源新能30W充電器外觀

     

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    充電器采用PC材質白色外殼,機身表面全部高光亮面處理,整體十分光滑。
     

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    機身兩端一厚一薄,側面看去像一只反放的“鞋子”,造型極具辨識度。
     

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    機身頂面印有AMMOD品牌,并設有LED燈圈。
     

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    背面厚的一端外殼上印有充電器參數
    型號:GPT-304-1C-ULF
    輸入:100-240V~50/60HZ 1A
    輸出:5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A
    充電器已經通過了FCC認證,以及VI級能效認證。
     

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    充電器配備可折疊美規插腳,收放自如方便攜帶外出。
     

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    薄的一端設有單USB-C接口,黑色膠芯不露銅。
     

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    測得充電器機身長度為71.46mm。
     

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    寬度為44.38mm。
     

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    厚度為18.85mm。
     

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    拿在手上的大小直觀感受。
     

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    充電器凈重約為60g。
     

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    接通電源指示燈亮紫光。
     

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    使用ChargerLAB POWER-Z KT002測得USB-C口支持Apple2.4A、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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    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3.3-11V3A、3.3-16V2A兩組PPS電壓檔位。
     

    威源新能30W充電器拆解

     
    對這款充電器的大小、充電協議等有了基本了解后,下面繼續對其進行詳細拆解,看看做工如何。
     

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    沿外殼接縫撬開充電器外殼,對應指示燈的外置打膠固定。
     

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    折疊插腳焊接到PCBA模塊上供電。
     

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    擰下固定螺絲,焊下PCBA模塊,正面大面積打膠,折疊插腳兩側的元件貼高溫膠帶絕緣,并涂膠填充及散熱。
     

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    清理掉白色膠水,橫置的一顆電解電容纏繞膠帶絕緣。
     

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    使用游標卡尺測得PCBA模塊長度約為66.93mm。
     

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    PCBA模塊寬度約為38.93mm。
     

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    PCBA模塊最厚處約為13.72mm。
     

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    PCBA模塊正面一覽,左上角為保險絲,輸入共模電感,差模電感和NTC浪涌抑制電阻。在平面變壓器上橫置一顆電解電容,與右上角一顆電解電容用于高壓濾波。平面變壓器右側是一顆固態電容,用于輸出濾波,外套黃色膠套用于絕緣。左下角為協議芯片,右下角是同步整流芯片和整流管。
     

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    PCBA模塊背面焊接氮化鎵合封芯片,整流橋,反饋光耦和VBUS開關管。PCB鏤空放置平面變壓器,降低厚度。通過觀察發現,這款充電器內置合封氮化鎵芯片,采用高頻QR開關電源架構,協議芯片通過光耦控制接口輸出電壓,下面我們從輸入端開始了解各器件的信息。
     

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    充電器輸入側元件一覽,元件臥置降低厚度。
     

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    輸入端延時保險絲規格為2A 250V。
     

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    輸入端共模電感采用絕緣線和漆包線繞制。
     

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    差模電感外套熱縮管絕緣。
     

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    整流橋絲印R3M,貼片焊接。
     

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    NTC熱敏電阻用于抑制上電浪涌電流。
     

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    高壓濾波電容來自云睿,27μF400V,耐熱105℃。
     

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    另一顆濾波電容規格相同。
     

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    開關電源主控芯片采用南芯半導體的SC3056,這是一顆氮化鎵合封芯片,內置氮化鎵功率器件和控制器。采用高頻準諧振反激控制,具有全負載范圍高能效和高可靠性,源自南芯半導體的SC305x GaN Combo系列。SC3056內部集成650V耐壓的氮化鎵開關管,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。
     

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    SC3056內部集成軟啟動電路,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。
     
    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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    平面變壓器磁芯上粘貼標簽,標注是一款適用于35W氮化鎵充電器的變壓器。
     

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    貼片Y電容來自四川特銳祥科技股份有限公司,型號TMY1102M,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。
     
    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,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。
     

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    OR1009光耦用于輸出電壓反饋調節。
     

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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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    同步整流管來自平偉,絲印D60N10ESL,采用DFN5*6封裝。
     

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    輸出濾波固態電容規格為680μF 25V。
     

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    與固態電容并聯的MLCC電容。
     

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    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氮化鎵快充等產品采用。
     

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    VBUS開關管來自谷峰,型號G30N03D3,是一顆耐壓30V的NMOS,導阻7mΩ,采用DFN3*3封裝。
     

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    白色LED電源指示燈特寫。
     

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    USB-C母座采用過孔焊接固定,黑色膠芯不露銅。
     

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    全部拆解完畢,來張全家福。
     

    充電頭網拆解總結

     
    威源新能推出的30W超薄氮化鎵充電器采用白色外殼,自帶折疊插腳,非常便于攜帶。充電器外殼設有白色指示燈,可隨亮度變化指示充電器的輸出狀態,了解設備的充電情況。USB-C口支持20V輸出,可為筆記本充電,同時具備PPS快充,滿足安卓和蘋果手機快充需求。
     
    充電頭網通過拆解了解到,這款充電器采用單張PCB設計,元器件穿插布局,降低整體厚度。內置平面變壓器,配合PCB鏤空,進一步降低厚度。采用了業內知名廠商南芯半導體的SC3056+SC3503+SC2151A全套氮化鎵快充方案,應用案例非常多,可見是得到了市場的充分驗證,整體用料與做工扎實可靠。


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