充电头网从供应链获悉,芯茂微近日推出了一款专用于氮化镓快充的高性能同步整流控制器LP35118V,并基于LP35118V开发了一套65W 2C1A氮化镓快充充电器,以便展现该芯片的性能。下面充电头网就对这款充电器进行拆解,看看其内部具体是如何设计的。一、芯茂微65W氮化镓充电器外观

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这款充电器采用长条柱体造型设计,机身壳表面钢琴烤漆工艺处理,整体洁白光滑。

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充电器输入端采用可折叠美规插脚。

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输出顶面配有2C1A三个接口,分别采用黑色胶芯和绿色胶芯。

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机身一侧还设有一颗LED指示灯。

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使用游标卡尺实测充电器机身长度为77.28mm。

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宽度为32.89mm。

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厚度为36.85mm。

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充电器拿在手上的直观感受。

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重量约为129g。

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使用ChargerLAB POWER-Z KT002检测USB-C1口输出协议,显示支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP协议,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PE2.0、PD3.0、PPS多个快充协议。

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除此之外,其PDO报文显示USB-C1口具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五组固定电压档位,以及3.3-11V5A和3.3-21V3A两组PPS电压档位。

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使用KT002检测发现USB-C2口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP、QC、AFC、FCP、SCP、PE2.0、PD3.0协议。

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此外还具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五组固定电压档位。

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最后检测USB-A口输出协议,显示支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP、QC、AFC、FCP、SCP、PE2.0协议。

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使用充电器USB-C1口给苹果Macbook Pro 16充电,实测充电功率为20.08V 3.22A 64.6W,成功开启65W PD快充。

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另外使用USB-C2口来充电,同样测得充电功率达64.6W,一样可以开启65W PD快充。

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最后使用USB-C1口给iPhone 12 Pro充电,充电功率为9.13V 2.53A 23.06W,成功开启PPS快充。二、芯茂微65W氮化镓充电器拆解

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将输入端外壳拆开,PCB板背面贴有导热垫。

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正面覆盖U型黄铜散热片和绝缘板。

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PCB板正面元器件采用三段式布局,中间变压器、输出端二次降压小板上均贴有导热垫。经过对充电器电路观察后发现,充电器采用了开关电源定压输出,多路独立降压多口输出的设计架构。这款充电器具体为USB-C1以及另外1A1C分两路独立二次降压、三个接口输出。下面从输入端开始深入了解整个电路设计情况。

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输入端一览,设有保险丝、两级共模电感、安规X电容、滤波电感、工字电感、五颗滤波电容,输入端也采用焊接小板策略,立体布置,节省空间。

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延时保险丝规格为3.15A 250V。

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共模电感双线绕制,用于滤除EMI干扰。

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共模电感两线绕制,外套热缩管绝缘。

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安规X电容来自STE松田电子。

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输入端小板上设有三颗高压滤波电解电容。

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背面设有两颗整流桥。

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RJBF310整流桥特写,设计两颗用于均摊发热。

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小板上的两颗高压滤波电解电容为Econd品牌,规格都是400V 22μF。

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第三颗来自KSJ双嘉富。

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规格为400V 33μF。

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主板上还有两颗,Econd品牌,规格也都是400V 22μF。

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工字电感特写。

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主控芯片供电电容来自承兴,规格为50V 10μF。

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充电器主控芯片为ON安森美NCP1342,这是一颗高频初级PWM控制器,内置主动X2电容放电和多重完善的保护功能。

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充电头网通过拆解了解到,采用安森美NCP1342主控芯片的还有小米55W氮化镓充电器、华硕65W氮化镓充电器、OPPO新款65W超级闪充氮化镓充电器、一加65W Warp闪充充电器、坚果65W单C口氮化镓充电器、闪极100W 3C1A氮化镓快充充电器、联想thinkplus 65W氮化镓口红电源Pro、小米120W超级快充、iQOO 120W闪充充电器、傲基100W氮化镓快充、联想90W闪充双口氮化镓充电器等。

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GaN开关管来自珠海镓未来科技有限公司,型号G1N65R240PB。

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G1N65R240PB采用PQFN8*8封装,耐压650V,导阻240mΩ,栅极支持±18V工作电压,简化驱动器设计,适用于高频紧凑的QR或ACF反激架构,适合半桥降压/升压,图腾柱PFC电路或逆变电路,适用于高频高效LLC或其他软开关拓扑。

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变压器特写,侧面贴有信息标签。

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CT 1019光耦,用于初级次级通信,反馈调节输出电压。

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贴片Y电容均来自四川特锐祥科技股份有限公司,具有体积小、重量轻等特色,非常适合应用于氮化镓快充这类高密度电源产品中。特锐祥专注于被动元器件的研发、生产及销售,注册资本1亿元。旗下有自主电容品牌两类:SMD TRX及DIP TY电容器,TRX将致力于陶瓷材料的研究,以拓展更多品类的应用,为客户提供更多的解决方案。

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充电头网了解到,采用特锐祥贴片Y电容的产品还有第一卫20W快充小冰粒充电器、OPPO 65W超级闪充氮化镓充电器、联想90W氮化镓快充、贝尔金20W氮化镓PD快充、努比亚65W氮化镓充电器、倍思120W氮化镓 碳化硅PD快充充电器、飞频65W USB PD氮化镓充电器、罗马仕65W USB PD氮化镓充电器、鸿达顺65W 2C1A氮化镓快充充电器等多款产品,性能获得客户一直认可。

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输出抗干扰蓝色Y电容。

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输出端三个USB母座均使用小板垂直焊接,夹在母座和变压器之间的是同步整流输出滤波固态电容。

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芯茂微次级同步整流控制器LP35118V。该芯片采用SOT23-6L封装,适用于隔离开关电源应用;支持正激和反激拓扑架构,支持DCM和CCM工作模式,并具有超快的关断速度,可以减小CCM工作模式下的开关损耗。同时,LP35118V还内置VCC供电技术,确保无需辅助供电,在不同输出下正常工作。

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芯茂微LP35118V最高耐压可达200V,可使用逻辑电压驱动的NMOS,内置专有的整流桥导通技术,具有超快的关断速度以及可调节的同步整流管关闭阈值。LP35118V内置VCC欠压保护、过压钳位、驱动噪声抑制等功能、外围元件精简、适用于充电器和适配器的同步整流。

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新功率次级同步整流MOS管NCEP065N12AGU,NMOS,耐压120V,DFN5x6封装。

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新功率NCEP065N12AGU资料信息。

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同步整流输出滤波固态电容,规格为25V 820μF。

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USB-C1母座所在小板背面设有两路二次降压电路,均采用智融SW3516H 锐骏RUH4040M2方案。

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小板正面电感以及固态电容成对设置,用于两路二次降压电路降压以及输出滤波。

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一颗无丝印MCU,用于接口输出功率智能分配。

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采用一颗智融SW3516H主控芯片作为USB-C1接口的降压控制和协议识别。智融SW3516H是一款高集成度的多快充协议双口充电芯片,支持A C口任意口快充输出,支持双口独立限流。其集成了5A 高效率同步降压变换器。支持PPS/PD/QC/AFC/FCP/SCP/PE/SFCP等多种快充协议,最大输出PD 100W,CC/CV 模式,以及双口管理逻辑。外围只需少量的 器件,即可组成完整的高性能多快充协议双口充电解决方案。

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充电头网通过拆解发现,SW3516H还被华硕65W 2C1A氮化镓充电器、努比亚65W氘锋三口氮化镓快速充电器、雷柏65W GaN快充、绿联65W 4C口氮化镓快充充电器、联想90W闪充双口氮化镓充电器、鸿达顺120W四口2C2A快充等多款产品采用,此外智融的快充芯片还可用于USB PD快充移动电源、快充车充等领域。

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外挂两颗MOS管来自锐骏半导体,型号为RUH4040M2,耐压40V,用于为USB-C1口输出同步整流降压。

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锐骏RUH4040M2详细资料。充电头网了解到,采用锐骏MOS的产品还有华硕65W 2C1A氮化镓充电器、雷柏65W GaN快充、绿联65W 4C口氮化镓快充充电器、鸿达顺120W四口2C2A快充、摩米士65W 2C1A氮化镓快充充电器、倍思45W 1A1C氮化镓充电器、倍思120W氮化镓 碳化硅PD快充充电器等多款产品采用。

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这颗智融SW3516H主控芯片作为另外1A1C接口的降压控制和协议识别。

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同样外挂两颗锐骏RUH4040M2用于输出同步整流降压。

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威兆 VS3622DE 双NMOS,耐压30V,这里作为USB-C2和USB-A口的输出VBUS开关管。

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威兆 VS3622DE 资料信息。充电头网了解到,威兆MOS还被WIZ 96W USB PD快充超级充电站、毕亚兹2C1A 65W氮化镓充电器、华为20W电荷泵快充充电器、vivo 33W FlashCharge2.0快充充电器、小米原装30W快充充电器、紫米65W USB PD迷你充电器等数十款电源产品采用。

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磁环降压电感外套热缩管绝缘。

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另一颗磁环电感特写。

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同步整流降压输出滤波固态电容,规格为25V 220μF。

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另一颗规格也是25V 220μF,外套热缩管绝缘。

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USB-C1母座特写,过孔焊接。

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USB-C2母座特写。

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USB-A母座特写,舌片前端设有特殊触点。

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全部拆解完毕,来张全家福。充电头网拆解总结基于芯茂微LP35118V设计的这款充电器机身为长条柱状,配备可折叠插脚和2C1A接口,支持QC、AFC、FCP、SCP、PE2.0、PD、PPS快充协议,兼容性很好。两个USB-C口均支持最大65W快充,可为笔记本充电,C1口还支持PPS快充,可满足iPhone 12全速充电需求。充电头网通过拆解了解到,这款充电器开关电源部分,由安森美NCP1342搭配镓未来科技有限公司的氮化镓功率芯片G1N65R240PB,以及芯茂微LP35118V搭配新功率同步整流管组成;输出端采用智融SW3516H 锐骏RUH4040M2进行二次降压输出。基于上述方案设计,充电器采用三段式布局结构,层次清晰,输入输出均设有小板以充分利用内部空间缩小产品体积。

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