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    拆解報告:綠聯45W雙C口氮化鎵充電器

    2022-07-26

    雙口充電器是目前主流的充電器規格,氮化鎵加持下,小巧的體積,支持兩臺設備同時快充,對于雙機黨十分友好。綠聯新推出了一款迷你雙口氮化鎵快充,支持45W快充輸出,單口均支持45W輸出,可以為筆記本電腦充電,雙口輸出支持功率自動分配,總輸出功率為45W,實用性非常好。

     

    充電頭網拿到了綠聯新推出的這款雙口充電器,充電器配備折疊插腳,體積十分小巧,接口支持PPS快充,對于手機和筆記本電腦都能達到理想的快充效果,下面充電頭網就對這款充電器進行測試和拆解,看看內部是如何設計。

     

    綠聯45W氮化鎵充電器開箱

     

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    包裝盒正面印有UGREEN綠聯品牌、產品外觀圖、名稱以及筆電手機簡圖,即這款充電器既可以充手機也能充筆記本電腦。

     

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    側面印有產品三大賣點:多重保護、折疊便攜、雙口快充。

     

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    背面印有充電器參數以及深圳市綠聯科技股份有限公司信息。

     

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    包裝內含充電器以及使用說明書。

     

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    充電器主體采用PC材質白色外殼,表面磨砂抗指紋,頂部為裝飾蓋板設計,整體顯得小巧精致。

     

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    機身一側面印有UGREEN品牌。

     

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    輸入端外殼上印有充電器參數

    型號:CD294

    輸入:100-240V~50/60HZ 1.2A

    USB-C1/C2輸出:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V2.25A、3.3-11V4.05A

    輸出總功率:45W Max

    制造商:深圳市綠聯科技股份有限公司

    充電器已經通過了CCC認證。

     

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    充電器配備可折疊國標插腳,攜帶方便且不會刮傷包里其它設備。

     

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    頂面采用銀灰色蓋板裝飾,配有雙USB-C接口,均為白色膠芯。

     

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    測得充電器機身高度為49.02mm。

     

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    寬度為39.49mm。

     

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    厚度為39.49mm。

     

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    和蘋果61W充電器對比,體積優勢巨大。

     

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    拿在手上的大小直觀感受。

     

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    凈重約為93g。

     

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    使用ChargerLAB POWER-Z KT002測得USB-C1口支持Apple2.4A、Samsung 5V2A、DCP協議,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PE2.0、PD3.0、PPS快充協議。

     

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    PDO報文顯示C1口還具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V2.35A五組固定電壓檔位,以及3.3-11V4.05A一組PPS電壓檔位。

     

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    測得USB-C2口兼容協議和C1口的一樣。

     

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    PDO報文也完全相同,即兩個C口單口輸出性能一樣,支持功率盲插。

     

    綠聯45W氮化鎵充電器拆解

     

    看完了充電器的開箱和測試,下面我們就對這款充電器進行拆解,看看內部是如何設計的,使用了什么方案。

     

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    首先從充電器外殼接縫處拆開充電器,抽出內部PCBA模塊,內部PCBA模塊為多塊小板焊接組合,外層包有銅片和麥拉片幫助散熱。

     

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    黃銅散熱片焊接固定在PCB上,使用麥拉片與PCB絕緣。

     

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    焊接拆下外層包裹的散熱片,散熱片與PCBA模塊之間注膠導熱,變壓器與降壓小板之間有麥拉片絕緣。

     

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    使用游標卡尺測得PCBA模塊長度約為31.97mm。

     

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    包括折疊插腳的長度約為41.49mm。

     

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    PCBA模塊寬度約為31.03mm。

     

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    PCBA模塊高度約為31.17mm。

     

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    PCBA模塊由兩塊小板與主板焊接組成,其中輸入端小板焊接高壓電解電容,共模電感,整流橋等器件,交流輸入采用彈片壓接在主板上供電。

     

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    輸出側小板焊接輸出母座以及二次降壓電路,立體利用空間,提升空間利用率。

     

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    焊接拆分PCBA模塊,分別為二次降壓小板,開關電源和整流濾波小板,充電器采用反激開關電源設計,同步整流,固定電壓輸出。輸出電壓通過輸出小板上焊接的二次降壓電路,由協議芯片根據負載需求,調節輸出電壓滿足負載需求。下面就從輸入端開始了解各個元器件的信息。

     

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    輸入端延時保險絲為貼片焊接,連接在交流輸入端,規格為3.15A 250V。

     

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    整流濾波電路焊接在垂直的小板上,小板正面焊接共模電感,NTC浪涌抑制電阻,高壓電解電容和差模電感。

     

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    共模電感采用絕緣線和漆包線并繞,底部焊接絕緣支架,用于過濾EMI干擾。

     

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    NTC熱敏電阻用于抑制充電器插電的沖擊電流,減小或消除插電時的火花。來自JOYIN九尹,8S2R5M,直徑8mm,冷態電阻2.5Ω。

     

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    小板背面焊接一顆WRMSB40M整流橋,WRMSB40M來自深圳市沃爾德實業有限公司,這顆軟橋通過較軟的恢復曲線,比較平滑的關斷特性,可以降低二極管結電容達到非常少的諧波振蕩產生的效果。

     

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    沃爾德WRMSB40M詳細資料信息。

     

    充電頭網了解到,沃爾德軟橋還被OPPO 50W餅干氮化鎵快充、鴻達順65W 氮化鎵充電器、飛頻65W USB PD氮化鎵充電器、ROCK 65W氮化鎵充電器、麥多多65W氮化鎵充電器、麥多多30W 1A1C快充充電器等多款產品采用,性能獲得客戶的一致認可。

     

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    高壓濾波電容來自Acon中元,規格為39μF 400V,連接在整流橋輸出端,將整流橋輸出的脈動直流電濾波為直流電。

     

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    差模電感采用熱縮管包裹絕緣。

     

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    整流濾波小板輸出的直流電連接到開關電源小板上,將整流橋發熱元件和氮化鎵合封芯片分開焊接在不同的電路板上,降低溫升。

     

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    開關電源小板正面焊接高壓濾波電解電容,輸出濾波固態電容,開關變壓器和貼片光耦。

     

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    在開關電源小板上焊接一顆高壓濾波電解電容,來自豐賓,33μF 400V,兩顆濾波電容總容量為72μF。
     

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    內部集成氮化鎵開關管的主控芯片特寫,絲印YGN10 KA09070,型號為HL9552,來自Elevation Semiconductor,提供集成GaN的合封芯片。
     

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    HL9552內置260mΩ氮化鎵開關管和QR控制器,具備高集成度,高轉化效率,可實現小體積化的快充設計。支持CCM/QR/DCM控制模式,集成了逐周期限流,AOCP,OTP和LPS等功能,具備超低待機功耗20mW。

    充電頭網拆解了解到,Elevation的合封氮化鎵器件此前還被安能科技超迷你30W氮化鎵充電器使用過。


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    變壓器采用銅箔屏蔽,使用高溫膠帶纏繞絕緣,標簽標注充電器型號CD294,搭配HL9552氮化鎵合封芯片使用。

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    CT1018光耦用于輸出電壓反饋。
     

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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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    次級同步整流控制器來自MPS,絲印IBHJ,實際型號為MP6908A,最高工作頻率為600KHz。支持DCM、CCM、QR、ACF多種工作模式,支持高側和低側應用,具備振鈴檢測防止誤開通。
     

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    同步整流管來自真茂佳,型號為ZMS040N10N,是一顆耐壓100V的NMOS,導阻4mΩ,采用DFN5*6封裝。
     

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    輸出濾波固態電容來自綠寶石,BC系列,規格為820μF 25V。
     
     

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    輸出降壓電路和USB-C母座焊接在單獨的小板上,充分利用空間,并打膠水固定成為一個整體。
     

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    拆下二次降壓小板,小板正面焊接兩顆輸出濾波固態電容和對應的降壓電感以及USB-C母座。
     

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    小板背面焊接兩路同步整流降壓電路和一顆協議芯片。
     

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    協議芯片采用英集芯IP2738,兩個接口輸出均由其控制。IP2738是一顆雙路協議芯片,支持雙口18-140W快充應用,具備獨立的反饋控制,具備獨立的USB PD控制,相當于兩顆IP2736整合到一顆芯片內部,快充規格與IP2736相同。支持USB PD3.1 28V EPR檔位,并支持PD3.0/PPS等豐富全面的快充協議,兼容性非常好。
     

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    英集芯IP2738內置四路獨立的NMOS驅動,可用于多個接口輸出控制,控制多個VBUS開關管進行輸出端口切換以及兩路電源并聯控制,并且支持雙路獨立的過流、過壓以及短路保護,確保使用安全。
     
    充電頭網了解到,英集芯的其它系列快充芯片已被小米、華為、三星等大品牌的產品使用,性能質量獲得客戶的高度認可。
     
    由于兩路同步降壓電路完全相同,節省篇幅選取一路進行介紹。
     

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    用于降壓輸出的同步整流降壓控制器來自英集芯,型號為IP6550,是一款支持36V輸入的同步降壓控制器,內置NMOS管驅動,外置兩個MOS管進行高效同步整流降壓。IP6550通過反饋引腳調節輸出電壓。開關頻率135KHz,輸入端耐壓48V,內置完善的保護功能。英集芯IP6550采用3*3mm QFN16封裝,可實現簡化的同步降壓轉換電路設計。
     

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    英集芯 IP6550 詳細資料。
     

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    兩顆同步降壓開關管來自銳駿半導體,型號RUH4040M2,NMOS,耐壓40V,導阻為5.5mΩ,采用PDFN3333封裝。右上角R010電流采樣電阻用于輸出電流檢測,進行過電流保護功能。
     

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    磁環降壓電感外套熱縮管絕緣保護。
     

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    在膠水下面是VBUS開關管,與同步降壓管同型號。
     

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    輸出濾波電容來自綠寶石,CT系列固態電容,規格為220μF 25V。
     

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    兩路USB-C母座特寫,白色膠芯,過孔焊接。
     

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    全部拆解完畢,來張全家福。
     

    充電頭網拆解總結

     
    綠聯45W氮化鎵充電器小巧便攜,配備折疊插腳,收納及攜帶都十分方便。充電器具備雙USB-C口輸出,支持45W功率盲插,支持20V輸出可以為筆記本電腦充電,同時支持3.3-11V 4.05A PPS快充,可以為三星手機高速充電,并且對支持大功率PPS快充的安卓手機,也有很好的快充效果。
     
    充電頭網通過拆解了解到,綠聯這款充電器采用三塊PCB板組合焊接,將整流橋,氮化鎵合封芯片以及二次降壓電路分別焊接在不同的PCB上,充分分攤熱量,降低溫升。HL9552內置260mΩ導阻氮化鎵開關管,采用QFN5*6封裝,集成度高且外圍精簡,待機功耗也很低,非常適合快充電源應用。


    充電器采用二次降壓電路的設計,輸出采用英集芯IP2738雙路協議芯片+兩路IP6550同步降壓控制器的組合,支持功率盲插和自動分配,無需外置單片機進行接口功率控制。高壓濾波電容采用豐賓和中元電解電容,輸出固態電容來自綠寶石,PCBA模塊外層包裹銅片進行散熱,提升散熱效果。


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