安克最新推出了一系列全氮化镓快充产品,充电头网本次拆解的是一款GaNPrime系列 65W全氮化镓快充插座。全氮化镓技术在原边使用氮化镓的同时,副边同步整流也使用氮化镓,利用氮化镓的性能优势,进一步挖掘充电器的性能潜力。
这款快充插座具备两个新国标五孔AC插座,满足大功率设备使用。并具备2C1A三个输出接口,两个USB-C接口支持65W快充输出,并支持功率盲插。自带的线缆可以通过外壳覆盖的橡胶进行收纳,方便又美观。下面就带来这款全氮化镓插座的拆解,看看内部做工如何。
安克65W全氮化镓快充插座开箱
包装盒正面印有品牌、产品名称、外观以及三大卖点。
背面印有产品应用场景图以及相关卖点描述。
侧面印有产品参数信息。
包装内含插座、用户手册以及保修卡。
安克这款快充插座通体白色机身圆润,自带电源线看上去似乎“很短”,实则设计暗藏玄机,下面再细说。插头可插在机身的插孔里,整体便显得十分整洁小巧,让插座外带远行不再是想象。
将插头拔出,可见机身顶面设有3 2新国标插孔以及2C1A三个USB接口。
接口胶芯均为蓝色,边缘设有银色装饰环。
插座另一面也设有一个3 2新国标插孔,内置安全门防止异物进入,保证用电安全。
产品最大特点是插座侧身内凹,同时还设有连体胶套,实现了电源线的收纳整理以及保持整体整洁美观。
需要使用时将胶套外翻取出电源线即可,也很方便。
侧身外壳上印有产品参数
型号:A9125
技术参数:2500W MAX 10A MAX 250V~
USB输入:100-240V~50/60Hz 2A MAX
单口输出:
USB-A:5V2.4A
USB-C1/C2:5V3A、9V3A、15V3A、20V3.25A
双口输出:
USB-C1 USB-C2:45W 18W
USB-C1/C2 USB-A:45W 12W
三口输出:
USB-C1 USB-C2 USB-A:30W 20W 12W
安克创新股份有限公司
产品已经通过了CCC认证。
测得插座机身长度为115.07mm。
宽度为58.01mm。
厚度为47.17mm。
电源线长度约为89cm。
拿在手上的大小直观感受。
插座净重约为331g。
使用ChargerLAB POWER-Z KM002C测得USB-C1口支持QC3.0、PD3.0、PPS、Apple 2.4A、Samsung 5V2A充电协议。
并且具备5V3A、9V3A、15V3A、20V3.25A四组固定电压档位,以及3.3-16V3A一组PPS电压档位。
测得C2口兼容协议和C1口的相同。
PDO报文也完全一样,两个C口支持功率盲插。
测得USB-A口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A充电协议。
安克65W全氮化镓快充插座拆解看完了安克这款全氮化镓快充插座的外观和接口,以及输出协议的测试,下面就来拆解这款插座,一起来看看里面的设计和用料。
首先撬下插座面板,在面板下面是固定外壳的螺丝。
外壳通过两根螺丝固定。
拧下固定螺丝,拆下外壳,内部是插座模块和快充电源模块。
电源输入线通过金属线卡和螺丝固定。
拧开固定螺丝,取出插座模块和快充电源模块。插座模块有独立的塑料外壳绝缘,成为一个整体。
壳体内部对应快充模块的位置粘贴泡棉进行缓冲。
插座模块和快充模块一览,快充模块采用灌封工艺,与黄铜散热片之间采用麦拉片绝缘。
散热片焊接在快充电源模块上固定。
快充电源模块通过导线连接到插座模块供电。
插座模块为整体结构,两面都有安全门防止异物插入。
下面进入快充电源模块的拆解,首先焊接取下散热片。
快充电源模块整体采用导热胶灌封,一方面可以加强导热,均匀散热降低温升,另外一方面可以固定元器件位置,有效避免不慎跌落造成的损坏。
清理掉快充电源模块表面的封胶,PCBA模块由多块小板焊接组合成为一个整体。结构紧凑,空间利用率非常高。在输出滤波电容位置固定有一颗热敏电阻,用于充电器内部温度检测。
热敏电阻焊接连接到次级小板上。初级和次级为独立的电路板,中间通过塑料支架隔离绝缘。在底部为初级PCB,焊接高压电解电容和变压器,顶部为次级PCB,焊接降压小板和滤波电容等。
在其中一侧的连接小板上焊接两颗整流桥。
另一侧的连接小板上焊接光耦和贴片Y电容。
PCBA模块顶部一览,焊接两块降压小板,小板上焊接降压电感和USB-C母座,用于降压输出。右下角一颗降压电感用于USB-A口降压输出。
将小板全部拆分开,PCBA模块由4块PCB组成。其中初级开关电源与次级降压电路为两块独立的PCB,利用两侧的小板焊接连接。在初次级元件之间采用一块塑料支架进行绝缘,确保安全。
通过对充电器PCBA模块的观察发现,安克65W全氮化镓快充插座采用反激开关电源搭配同步整流,在次级使用氮化镓同步整流管,实现初次级全氮化镓设计。输出使用两路独立的同步降压电路,实现双C口65W功率盲插,及多口功率自动分配功能。下面我们就从输入端开始了解整个充电器的设计与用料。
输入端小板正面焊接两颗整流桥,导线焊接连接。
背面焊接保险丝,安规X2电容和共模电感。
输入端延时保险丝规格为3.15A 250V,外套热缩管绝缘保护。
安规X2电容来自DGCX东莞成希,规格为0.15μF。
共模电感采用漆包线和绝缘线绕制在灰色磁环上,两颗二极管用于高压启动和X电容放电功能。
两颗整流桥来自平伟,型号TMBF310,规格为3A 1000V,使用两颗半桥连接均摊发热,用于将交流电整流成脉动直流电。
小板连接到底部的初级开关电源部分供电,小板上焊接滤波电容和差模电感已经拆掉。
小板背面焊接一颗南芯的氮化镓合封芯片,可以看出电路非常简洁。
高压滤波电容来自永铭,其中三颗规格为33μF400V。
另一颗规格为22μF400V,滤波电容总容量为121μF。
差模电感采用工字磁芯绕制,外套热缩管绝缘。
充电器初级主控芯片采用南芯科技合封氮化镓芯片SC3057,这颗芯片将高性能多模式反激控制器、氮化镓驱动、氮化镓开关管、供电和保护等电路集成在一颗散热增强的QFN6*8封装内部。通过合封来简化外部元件数量,并消除传统驱动走线寄生参数对高频开关的影响。
南芯科技SC3057采用了功率走线和控制走线分开的设计,降低高频开关对控制回路的影响,并通过优化的焊盘设计,优化充电器走线设计与电气性能,简化设计开发。SC3057内置165mΩ氮化镓开关管,支持175KHz开关频率,并支持X电容放电。
充电头网拆解了解到,采用南芯科技SC3057的还有倍思67W 1A1C氮化镓充电器、华科生65W 2C1A氮化镓充电器等产品。
为南芯SC3057合封氮化镓芯片供电的滤波电容,来自AiSHi艾华,规格为50V10μF。
变压器磁芯严密缠绕胶带绝缘,并贴有信息标签。
贴片Y电容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。料号为TMY1681M。
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。
充电头网了解到,特锐祥贴片Y电容除了被倍思高通QC5认证100W氮化镓快充、麦多多100W氮化镓、OPPO 65W超级闪充氮化镓充电器、联想90W氮化镓快充、努比亚65W氮化镓充电器、倍思120W氮化镓 碳化硅PD快充充电器等数十款大功率充电器使用外,也可应用于海陆通、第一卫、贝尔金等品牌20W迷你快充上,性能获得客户一致认可。
光耦也焊接在垂直小板上,用于输出电压反馈。
小板背面没有焊接元件。
输出小板上焊接两块小板,用于USB-C接口输出,同时焊接USB-A口的降压电感,氮化镓同步整流管,MCU和热敏电阻及滤波电容等。
小板背面焊接降压转换器,同步整流控制器,过流保护芯片以及电流取样电阻和滤波电容等元件。
同步整流控制器来自南芯科技,型号SC3520,支持直驱氮化镓同步整流管。SC3520是一颗自适应开通检测和快速关断同步整流控制器,无需辅助线圈供电,输出电压最低可低至0V,专利的自适应开通检测电路避免同步整流管误开通,兼容包括氮化镓在内的多种MOS。
SC3520支持DCM,CCM和准谐振模式,具有极低的静态电流,支持多种工作模式,支持高侧和低侧同步整流,采用SOT23-6封装,外围元件非常精简。
氮化镓同步整流管来自英诺赛科,型号INN150LA070A,是一颗耐压150V,导阻7mΩ的增强型氮化镓单管,具有非常低的栅极电荷和超低的导通阻抗,可有效减小驱动损耗和导通损耗,加之其超小的封装,适合应用于AC-DC的同步整流,D类功放,高频DC-DC转换器,通信基站和马达驱动。
INN150LA070A采用倒装FCLGA3.2*2.2封装,die与焊盘具有更大的接触面积,更低的热阻,有效降低温升,显著提升散热性能。
两颗输出滤波电容来自永铭,为NPT系列固态电容,规格均为560μF 25V,两颗并联用于输出滤波。
两路降压小板用料与布局相同,其中一面焊接降压开关管,USB-C母座和输出滤波电容,滤波电容缠绕胶带绝缘。
降压小板另外一面焊接降压电感和一颗充电芯片。
降压小板上焊接智融SW3536,用于降压输出。SW3536是一款高集成度的多快充协议双口充电芯片,支持USB-A USB-C双口快充输出,支持双口独立限流。内部集成了7A高效率同步降压变换器,支持PPS/PD/QC/AFC/FCP/SCP/PE/SFCP/TFCP等多种快充协议,最大支持140W输出功率。
SW3536集成CC/CV模式,双口管理逻辑以及双芯片动态功率分配,外围元件精简,是一颗完整的高性能多快充协议双口充电解决方案。SW3536支持36V输入电压,满足12-24V输入车充应用,适用于快充适配器,插排以及车充应用。
值得一提的是,前不久拆解的安克全氮化镓120W充电器也采用了智融SW3536多口充电解决方案。
两颗降压开关管来自AOS万代,型号AON7544,为NMOS,耐压30V,导阻为4.1mΩ,采用DFN3*3封装。
降压电感采用多线并绕,外包热缩管绝缘。
输出滤波电容缠绕高温胶带绝缘,来自永铭,NPT系列固态电容,规格为220μF 25V。
输出VBUS开关管与降压开关管型号相同,均为AON7544。
一颗Y电容连接在两个USB-C母座的外壳之间。
USB-C母座采用过孔焊接固定,安克标志蓝色胶芯。
对应USB-A接口5V输出的降压转换器采用拓尔微TMI2283QE,是一颗内置开关管的同步降压转换器,支持30V供电电压,输出电流可达3.5A,工作频率可调,内部集成软启动和过热关闭,适用于车充,适配器,移动电源等应用。
拓尔微 TMI2283QE 详细资料。
220μF 25V固态电容用于输入滤波。
降压电感外套热缩管包裹。
输出滤波电容规格为220μF 10V。
USB-A口的自动识别和限流二合一芯片来自赛微微电,型号为CW3047,用于USB-A口充电的自动识别和短路保护功能。
USB-A口垂直焊接,采用蓝色胶芯。
用于充电器内部温度检测及保护控制功能的单片机,来自东软载波,型号ES8P5066FJNK,是一颗M0内核的32位高性能低功耗单片机,采用QFN32封装,内置ADC,连接NTC热敏电阻用于温度检测,同时还用于控制功率自动分配功能。
全部拆解完毕,来张全家福。
充电头网拆解总结安克推出的这款全氮化镓快充插座采用软胶的外壳设计,电线收纳十分方便,并且非常美观。插座配有两个新国标五孔AC插座,同时拥有安全门,能防止异物插入,确保安全。并具备2C1A三个输出接口,两个USB-C接口支持65W快充输出,并支持功率盲插,满足笔记本和手机充电需求。
充电头网通过拆解了解到,安克全氮化镓快充插座采用快充电源模块与插座模块独立的设计,快充电源模块为多块PCB焊接组成,并灌胶填充,提升强度和散热效果。电源采用了南芯的氮化镓快充方案,内置SC3057合封氮化镓芯片和SC3520同步整流控制器,氮化镓同步整流管来自英诺赛科,型号INN150LA070A,组成固定电压输出的开关电源。
输出采用两颗智融科技SW3536进行降压和协议控制,两路USB-C降压电路焊接在独立的小板上,打胶加固并加强散热。内部采用东软载波单片机进行整机保护功能,高压滤波电解电容和输出固态电容均来自永铭。内部采用模块化设计,模块做工细致,品质可靠。
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