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    拆解報告:閃極100W 3C1A氮化鎵充電器

    2022-08-30

    閃極新推出了一款3C1A接口的100W氮化鎵充電器,這款氮化鎵充電器采用醒目的黃色配色,立方體棱角設計,在現在充電器追求圓潤化設計的大潮中,棱角分明的獨特設計,彰顯個性,為產品帶來更強的辨識度。

     
    閃極這款100W氮化鎵的C1和C2接口均支持100W輸出,支持功率盲插,對于筆記本使用非常方便。下面充電頭網就對這款充電器進行拆解,看看內部的設計和用料。

    在電粉試用活動中,也有粉絲曬出了這款充電器的詳細測試,歡迎點擊鏈接了解。
     
    此外充電頭網還拆解過閃極65W 1A1C氮化鎵充電器、閃極90W 2C1A氮化鎵快充充電器、閃極100W 3C1A氮化鎵快充充電器、閃極20W USB PD快充充電器等產品,歡迎查閱。

    閃極100W充電器外觀
     

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    充電器延續棱角分明的設計風格,相較上一代,最大的變化是由正方形變成了長方形,外殼也以黃色為主。
     

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    正面一端同樣鑲嵌一條銀灰鋁合金標貼,鐳雕SHARGE品牌。
     

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    輸入端外殼注有充電器參數
    型號:S100P
    輸入:100-240V~50/60Hz 2.5A Max
    單口輸出:
    USB-C1/C2:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A
    USB-C3:5V3A、9V2.22A、12V1.5A
    USB-A:4.5V5A、5V4.5A、9V2A、12V1.5A
    雙口輸出:
    C1+C2:60W+30W
    C1+C3:60W+20W
    C1+A:60W+22.5W
    C3+A:5V4A
    USB-C1/C2+USB-A:65W+30W
    四口輸出:
    C1+C2+(C3+A):45W+30W+20W
    制造商:閃極科技(深圳)有限公司
    產品已經通過了3C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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    而且從插腳端外殼結構來看,也是支持組裝其它規格插腳進行使用的,實用性更好。
     

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    輸出端配備3C1A四個接口,接口旁做了區別設計,方便使用。
     

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    測得充電器機身長度為77.1mm。
     

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    寬度為58.96mm。
     

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    厚度為29.01mm。
     

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    和蘋果96W充電器對比,體積優勢明顯。
     

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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200g。
     

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    使用ChargerLAB POWER-Z KM002C測得USB-C1口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、PD3.0、Apple 2.4A充電協議。
     

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    PDO報文顯示USB-C1口具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五組固定電壓檔位。
     

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    測得USB-C2口相較USB-C1口,額外支持PPS快充協議。
     

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    PDO報文顯示USB-C2口具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五組固定電壓檔位,以及3.3-21V3A一組PPS電壓檔位。
     

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    測得USB-C3口兼容協議和USB-C1口的相同。
     

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    并且具備5V3A、9V2.22A、12V1.5A三組固定電壓檔位。
     

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    最后測得USB-A口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0快充協議。
     

    閃極100W充電器拆解

     
    在了解了閃極 100W氮化鎵充電器的基本外觀、配置和性能之后,下面繼續對其進行拆解,看看用料做工如何。
     

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    充電器交流輸入通過導線連接到PCBA模塊供電,輸入端焊接保險絲,共模電感等元件。
     

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    輸出端焊接四塊小板,對應三個USB-C接口和一個USB-A接口,小板上焊接降壓電感,為獨立降壓輸出。
     

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    PCBA背面焊接控制芯片和功率器件,均為貼片焊接。
     

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    使用游標卡尺測得PCBA模塊長度約為70.97mm。
     

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    PCBA模塊寬度約為55.14mm。
     

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    PCBA模塊厚度約為20.47mm。
     

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    充電器PCBA模塊正面一覽,右上角為輸入濾波電路,左上角為PFC升壓電感,下方為高壓濾波電容,LLC變壓器位于右側,底部是USB母座和二次降壓輸出電路,充電器整體設計非常緊湊。
     

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    背面焊接氮化鎵功率芯片,LLC開關管,初級控制器,光耦和貼片Y電容。通過對PCBA模塊的觀察發現,這款充電器采用PFC+LLC開關電源架構設計,PFC進行功率因數校正,LLC開關電源固定電壓輸出,由二次降壓電路通過協議識別調節接口輸出電壓,下面我們就從輸入端開始了解各個器件。
     

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    PCBA交流輸入端一覽,焊接保險絲,共模電感,安規X2電容等器件,右側為PFC升壓電感。
     

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    交流輸入經過輸入端保險絲進入充電器,延時保險絲規格為5A 250V。
     

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    共模電感采用絕緣線和漆包線并繞,用于抑制EMI干擾。
     

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    安規X2電容來自CHAMPION全鵬電子,規格為0.47μF。
     

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    差模電感采用工字磁芯繞制,外套熱縮管絕緣。
     

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    另一顆X2安規電容同樣來自CHAMPION全鵬,規格為0.1μF。
     

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    另一顆共模電感同樣采用漆包線和絕緣線繞制。
     

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    交流輸入經過EMI電路后送至整流橋,由整流橋整流成脈動直流電。整流橋型號為GBP610,6A 1000V規格。
     

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    整流橋輸出通過薄膜電容濾波,薄膜電容規格為2μF 400V。
     

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    電源主控芯片采用MPS HR1211,是一顆多模式PFC和電流模式LLC二合一控制器,將傳統芯片方案需要2-3顆芯片才能實現的功能集成在一顆芯片內部,PFC控制器支持CCM和DCM工作模式。
     
    HR1211采用數字控制內核,支持高壓啟動和智能X電容放電,PFC級支持最高250KHz工作頻率,LLC級內置600V半橋驅動器,內部集成自舉二極管,工作頻率高達500KHz,支持豐富的保護功能。
     

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    FC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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    PFC升壓電感采用膠帶纏繞絕緣,采用ATQ2500磁芯。
     

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    PFC升壓整流管來自泰科天潤,型號為G5S6504Z,是一顆耐壓650V,4A電流的碳化硅二極管,采用DFN5*6封裝。
     

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    絲印ES3J的快恢復二極管用于在充電器上電時為電解電容充電,起到PFC旁路作用。
     

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    高壓濾波電容來自軍康,規格為82μF 450V。
     

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    為初級主控芯片供電的濾波電容,同樣來自軍康,規格為100μF 35V。
     

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    兩顆LLC開關管來自東微半導體,型號OSS60R190J,是一顆耐壓650V的NMOS,導阻190mΩ,采用DFN8*8封裝。
     

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    LLC諧振電容來自JURCC捷威,規格為0.01μF 1KV耐壓。
     

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    LLC諧振電感特寫,使用膠帶纏繞絕緣。
     

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    LLC變壓器采用膠帶嚴密纏繞絕緣。
     

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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。
     

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    EL1019光耦用于輸出電壓反饋。
     

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    輸出同步整流芯片來自MPS,型號MP6924A,是一顆LLC同步整流控制器,MP6924A內部集成了兩個同步整流控制器,分別用于LLC兩個次級線圈輸出的整流應用,適用于LLC轉換器同步整流應用??梢怨澥∫活w控制器,精簡次級電路設計,并具有更強的抗干擾度和快速關斷功能,可兼容CCM/DCM模式。同時支持4.2-35V寬范圍工作電壓,可以適用于USB PD3.1快充140W電源設計。
     

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    將主板上面的插件元件全部拆掉,在變壓器次級輸出線附近焊接兩顆同步整流管。
     

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    同步整流管來自東微,型號為SFS08R10G,為NMOS,耐壓80V,采用PDFN5*6封裝。
     

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    充電器輸出端焊接濾波電容和降壓小板。
     

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    三顆輸出濾波固態電容來自PolyCap柏瑞凱,RS系列具有低ESR和耐高紋波電流,規格均為470μF 25V,為Vbus回路提供平滑的直流電壓。
     
    充電頭網拆解了解到,柏瑞凱的產品廣泛應用于充電器、車充、無線充、移動電源、儲能電源等領域,并被OPPO、vivo、小米、榮耀、三星、華為、聯想、紫米、努比亞、公牛、ANKER等知名品牌的多款產品采用,產品獲得市場的高度認可。
     

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    USB-C1和USB-C2為相同的降壓小板,這里選取一路進行介紹,小板正面焊接降壓電感,輸出濾波電容和USB-C母座。
     

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    小板背面焊接一顆降壓控制器和降壓開關管,右上角焊接一顆電流取樣電阻。
     

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    兩個USB-C口的降壓電路主控芯片均采用智融SW3516P,用于進行降壓控制和協議識別。智融SW3516P是一款高集成度的多快充協議雙口充電芯片,支持A+C口任意口快充輸出,支持雙口獨立限流,參數和規格均與智融SW3516H相同。
     
    SW3516P集成了5A 高效率同步降壓變換器。支持PPS/PD/QC/AFC/FCP/SCP/PE/SFCP等多種快充協議,最大輸出PD 100W,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SW3516P 詳細資料。
     

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    降壓開關管來自智融科技,型號SWT40N45。
     

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    另一顆降壓開關管型號相同。
     

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    磁環降壓電感外套熱縮管絕緣。
     

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    輸出濾波固態電容來自鈺邦,規格為270μF 25V。
     

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    USB-C母座采用過孔焊接固定,卷邊設計更易使用。
     

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    另一塊降壓小板上焊接了一顆單片機,用于多口功率自動分配功能。
     

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    單片機來自芯??萍?,型號CSU32P10,是一顆內置12位ADC的8位RISC MCU,采用MSOP10封裝,用于USB-C接口的功率自動分配功能。
     

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    芯??萍?CSU32P10 詳細資料。
     

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    USB-C3焊接在單獨的小板上,與USB-A口共用一路降壓電路。
     

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    USB-C3小板背面焊接兩顆電阻。
     

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    USB-A口小板焊接USB-A母座,降壓電感和濾波電容。
     

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    小板背面焊接降壓主控芯片,同步降壓開關管和一顆VBUS開關管,用于雙路輸出控制。
     

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    USB-A和USB-C3口的降壓電路主控芯片也采用智融SW3516P。
     

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    兩顆同步降壓開關管來自智融科技,型號均為SWT40N45。
     

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    降壓電感采用磁環繞制,外套熱縮管絕緣。
     

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    USB-A降壓小板焊接的輸出濾波電容來自PolyCap柏瑞凱,為RN系列小型化固態電容,規格為220μF 25V。
     

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    USB-C3和USB-A輸出VBUS管來自禾納,型號為CWT3125AP,雙NMOS管,耐壓30V,導阻8.5mΩ,用于兩個接口的輸出控制。
     

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    USB-A口特寫,黑色膠芯,正負極加寬設計,支持大電流快充。
     

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    全部拆解一覽,來張全家福。
     

    充電頭網拆解總結

     
    閃極這款3C1A氮化鎵充電器支持100W輸出功率,充電器采用折疊插腳,便于攜帶。外殼采用黃色配色,配合棱角分明的獨特設計,辨識度高。其中USB-C1和C2接口均支持100W輸出,滿足筆記本充電需求。多個接口同時輸出支持功率自動分配,使用更加靈活。
     
    充電頭網通過拆解了解到,充電器內部采用MPS HR1211二合一控制器進行PFC升壓和LLC控制,納微NV6127氮化鎵功率芯片用于PFC升壓,使用泰科天潤G5S6504Z碳化硅二極管用于PFC升壓整流,LLC開關管采用東微OSS60R190J。輸出二次降壓采用三路智融SW3516P主控芯片控制。
     
    充電器內部采用軍康高壓電解電容,輸出Vbus主回路的濾波使用柏瑞凱RS標準品系列固態電容,DC-DC端口輸出濾波采用柏瑞凱RN小型化系列和鈺邦的固態電容。內部PCBA模塊布局緊湊,采用多塊小板組合焊接,內部空間利用率高。


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