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拆解報(bào)告:紫米30W氮化鎵快充充電器

2022-05-21

隨著蘋果超大杯手機(jī)的發(fā)布,主流的快充功率不斷提升,由曾經(jīng)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(shí)30W的快充還可以為安卓手機(jī)提供PPS快充,對于多機(jī)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(wǎng)就對這款氮化鎵充電器進(jìn)行拆解,看看內(nèi)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(biāo)識。

 

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背面印有充電器參數(shù)信息。

 

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包裝內(nèi)含充電器和使用說明書。

 

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充電器外殼灰白撞色設(shè)計(jì),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(biāo)插腳,進(jìn)一步提升產(chǎn)品便攜性同時(shí)攜帶不會刮傷包里其它設(shè)備。

 

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輸入端外殼上印有充電器參數(shù)

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(jiān)制:江蘇紫米電子技術(shù)有限公司

充電器已經(jīng)通過了CCC認(rèn)證。

 

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頂面配有單USB-C接口,靠一側(cè)布局,白色膠芯。

 

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測得充電器機(jī)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(yōu)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(xié)議。

 

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此外PDO報(bào)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(xù)對其進(jìn)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(nèi)部PCBA模塊。

 

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

 

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充電器內(nèi)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(cè)焊接整流橋,小板上焊接貼片Y電容和反饋光耦,輸出側(cè)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(tài)電容也放置在支架中,簡化絕緣設(shè)計(jì)。

 

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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(jìn)行詳細(xì)拆解。

 

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

 

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輸入端延時(shí)貼片保險(xiǎn)絲規(guī)格為2A 250V,用于輸入過流保護(hù)。

 

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整流橋來自揚(yáng)杰,型號RABS210,2A 1000V,將交流電整流成為脈動直流電后通過右側(cè)的焊盤,輸出到初級小板上的濾波電容進(jìn)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(guī)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(guī)格為400V 33μF,合計(jì)55μF容量。

 

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開關(guān)電源主控芯片采用南芯半導(dǎo)體的SC3056。南芯SC3056是一顆高頻準(zhǔn)諧振反激轉(zhuǎn)換器,具有高能效和高可靠性,源自南芯半導(dǎo)體的SC305x系列。SC3056內(nèi)部集成650V耐壓的開關(guān)管,可輕松驅(qū)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(yīng)的頻率折返用于實(shí)現(xiàn)全負(fù)載范圍內(nèi)的高效率;無負(fù)載時(shí),芯片以突發(fā)模式運(yùn)行,降低待機(jī)功耗。轉(zhuǎn)換器內(nèi)置高壓啟動電路,可實(shí)現(xiàn)超低的待機(jī)功耗和超快的啟動速度。同時(shí)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(fā)和故障模式下具有超低的工作電流,滿足待機(jī)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(nèi)置過熱保護(hù),供電過壓保護(hù)、供電欠壓閉鎖、逐周期電流限制、兩級過流保護(hù)、輸出過電壓保護(hù)、輸出短路保護(hù)和過載保護(hù),提供完善全面的保護(hù)功能。

 

據(jù)充電頭網(wǎng)了解,南芯半導(dǎo)體的快充方案廣泛應(yīng)用在充電器、無線充、車充、充電寶、儲能電源等各個(gè)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(shù)十款產(chǎn)品采用,品質(zhì)獲得客戶高度認(rèn)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(guī)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(yīng)用于氮化鎵快充這類高密度電源產(chǎn)品中。料號為TMY1471K。

 

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充電頭網(wǎng)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(lián)想、努比亞倍思、海陸通第一衛(wèi)等品牌的數(shù)十款快充產(chǎn)品使用,此外還被伊戈?duì)?0W LED驅(qū)動電源、長虹42英寸智能網(wǎng)絡(luò)電視42P3F內(nèi)置電源、卓飛航45W氮化鎵超快墻充等產(chǎn)品使用,性能獲得客戶一致認(rèn)可。

 

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用于反饋調(diào)節(jié)輸出電壓的CT1018光耦,由協(xié)議芯片通過改變光耦內(nèi)部發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度,控制內(nèi)部光電二極管的導(dǎo)通程度,由初級主控芯片檢測變化,從而實(shí)現(xiàn)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(dǎo)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(dǎo)體SC3503,這是一顆自適應(yīng)開通檢測和快速關(guān)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(yīng)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(tài)電流,支持多種工作模式,支持高側(cè)和低側(cè)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(yīng)用。

 

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南芯SC3503資料信息。

 

充電頭網(wǎng)拆解了解到,該芯片已經(jīng)被綠聯(lián)65W智充魔盒2C2A氮化鎵快充插座、TEGIC迷你30W氮化鎵快充、綠聯(lián)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(chǎn)品采用。

 

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輸出濾波固態(tài)電容來自Polycap柏瑞凱,VA系列105℃耐熱,規(guī)格為330μF 25V。

 

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USB PD快充協(xié)議芯片采用英飛凌 CYPD3174,該芯片支持PD3.0包括PPS協(xié)議,支持QC4.0,蘋果2.4A等其他快充協(xié)議;內(nèi)置多重全面的保護(hù)功能,內(nèi)置32位M0處理器,集成振蕩器且無需外部時(shí)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(nèi)部溫度,進(jìn)行過熱保護(hù)。

 

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VBUS開關(guān)管來自東芝,型號為TPCC8104,PMOS管,耐壓30V,導(dǎo)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(wǎng)拆解總結(jié)

 

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(shè)計(jì)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(jī)支持都非常好,并且還支持筆記本電腦充電。

 

充電頭網(wǎng)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(jié)構(gòu)內(nèi)部布置變壓器和濾波電容,最大化利用內(nèi)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(chǎn)工序。

 

充電器內(nèi)部使用知名廠商南芯半導(dǎo)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(nèi)部采用AiSHi艾華電解電容濾波,使用英飛凌協(xié)議芯片,外置熱敏電阻進(jìn)行溫度檢測,整體做工用料扎實(shí)可靠。