今年是氮化镓充电器爆发元年,各大品牌纷纷推出自家氮化镓充电器,竞争十分激烈。SHARGE闪极作为一家年轻的科技公司,虽然受到疫情冲击,但仍一口气推出了65W、90W和100W三款氮化镓快充充电器,充分展示了公司的活力和实力。
其中闪极100W氮化镓快充充电器配备有3C1A四个接口,两个C口支持100W快充,性能完全一样,支持功率盲插,另外1A1C接口都支持30W快充输出。此外充电器还支持多种充电策略,兼容协议广泛电压档位齐全,充分满足各类设备日常快充需求。下面充电头网就对这款产品进行详细拆解,一起来看看其设计做工如何。
一、闪极100W氮化镓充电器外观
包装盒采用暗灰配色,且为两段设计,上端印刷黑色平行条纹,下端设有SHARGE品牌,“E”字母使用3个绿色小点点缀,十分显眼。
包装背面同样是黑色主体配以绿色设计,此外印有充电器名称、特性和参数等信息。
打开包装盒,充电器外套防刮塑料膜,并使用黑色EVA固定保护。
取出充电器,下面放有使用说明书。
包装内全部东西一览。
充电器采用方块造型设计,机身棱角分明,正背面主要采用独特斜纹槽设计,增加散热和提升使用手感。
从正面看去宽高相同,正方形几何美学凸显。
底部镶嵌一条银灰铝合金标贴,镭雕SHARGE品牌logo。
充电器自身携带一个可折叠国标插脚,此外还可组装其它插脚,方便外地出差使用。
该侧机身壳上还标注有充电器参数信息型号:S100A输入:100-240V~50/60Hz 1.5A Max单口输出:USB-C1/C2:3.3-20V5A、5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5AUSB-C3:5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5AUSB-A:4.5-5V5A、9V3A、12V2.5A、20V1.5A双口输出:USB-C1 USB-C2:65W 30WUSB-C3 USB-A:15WUSB-C1/C2 USB-C3:65W 30WUSB-C1/C2 USB-A:65W 30W三口输出:USB-C1 USB-C2 USB-C3/A:45W 30W 24WUSB-C1/C2 (USB-C3 USB-A):65W 15W四口输出:USB-C1 USB-C2 (USB-C3 USB-A):45W 30W 15W委托方:Sharge,Inc(美国闪极公司)制造商:闪极科技(深圳)有限公司产品已经通过了3C认证。
输出端配备3C1A四个接口,USB-C口黑色胶芯不露铜,USB-A口绿色胶芯,接口旁设有功率标识。
使用游标卡尺实测充电器机身宽度为73.02mm。
高度为73.09mm。
厚度为27.67mm。
和苹果96W充电器大小直观对比,两者体积相差无几。
拿在手上的直观感受。
充电器净重约为222g。
使用ChargerLAB POWER-Z KT002检测USB-C1口输出协议,显示支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A和DCP协议,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、MTK PE 2.0、PD3.0、PPS多个快充协议。
除此之外,其PDO报文显示USB-C1口具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五组固定电压档位,以及3.3-21V5A一组PPS电压档位。
另外使用KT002检测发现USB-C2口输出协议和C1口的完全相同。
此外PDO报文也相同,USB-C1和USB-C2这两个接口单口输出性能完全一样,支持功率盲插,使用更方便。
USB-C3口输出协议也和C1、C2口的一样。
不过PDO报文就不一样了,USB-C3口具备5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五组固定电压档位,以及3.3-11V3A一组PPS电压档位。
最后使用KT002检测USB-A口输出协议,显示支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A和DCP协议,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、MTK PE 2.0等多个快充协议。
二、闪极100W氮化镓充电器拆解
将机身壳拆开取出充电器,输入端通过AC导线连接通电,PCB板背面配有黄铜散热片,并且粘贴绝缘胶带进行绝缘保护。
正面黄铜散热片与PCB板之间还使用白色导线接地。
PCB板正面一览,各元器件之间全部打胶处理。
PCB板背面一览,初次级之间镂空并设有绝缘隔离板。
取下绝缘隔离板可以看到两颗被遮挡的APFC升压元件。
通过对电路板正背面电路分析发现,闪极这款充电器采用了APFC升压供电,开关电源定压输出,三路独立降压四口输出的设计架构。其中C1和C2口二次降压方案完全一样,从而实现了单口输出性能完全一致,支持功率盲插功能。下面我们从输入端开始了解各元器件的信息。
输入端一览,设有保险丝、NTC浪涌抑制电阻、两级共模电感、X电容以及整流桥,并且打胶处理,左侧整流桥还使用螺丝固定在散热片上,散热片外套有绝缘管。
延时保险丝规格为3.15A 250V。
NTC浪涌抑制电阻特写,用于抑制上电浪涌电流。
共模电感双向绕制绿色磁芯,用于滤除EMI干扰。
另一颗共模电感扁平铜带绕制。
安规X电容容量0.47μF,来自DGCX东莞市成希电子有限公司。
UG6KB100整流桥特写。
PCB板侧面一览。
散热片另一侧是PFC升压电路,可以看到设有红色薄膜电容和PFC升压电感。
主板背面对应区域设有PFC升压控制器和开关管。
滤波电感外套热缩管。
红色薄膜滤波电容特写,规格为0.47μF 450V。
另一颗特写,规格同样是0.47μF 450V。
PFC升压控制器采用ON安森美NCL2801,增强的高效率PFC控制器。
安森美NCL2801。
PFC开关管采用纳微NV6115氮化镓功率芯片。NV6115内置驱动器以及复杂的逻辑控制电路,170mΩ导阻,耐压650V,支持2MHz开关频率,采用5*6mm QFN封装,节省面积,得益于NV6115内置驱动器,无需外置驱动器,简化驱动电路,更加节省PCB空间。
纳微半导体 NV6115 详细资料。
充电头网拆解了解到,采用纳微半导体NV6115的还有小米GaN充电器Type-C 65W、OPPO 50W饼干氮化镓快充、贝尔金68W双C口GaN充电器、雷柏65W GaN快充、摩米士65W 2C1A氮化镓充电器、柚比30W 1A1C氮化镓充电器、倍思120W氮化镓充电器等产品。
PFC升压电感特写,顶部贴有信息标签。
安森美RHRP860,具有软恢复特性的超高速二极管。
安森美RHRP860-F085资料信息。
PFC电流检测的色环电阻特写。
PCB板另一侧一览,设有高压滤波电解电容、PWM主控芯片供电电容、变压器和次级同步整流MOS管。
高压滤波电解电容来自永铭,规格为68μF 450V。
PWM主控芯片供电电容特写,规格为35V 47μF。
另一颗特写,规格同样是35V 47μF,为PFC升压控制器供电。
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,并且具有超低的待机功耗,支持宽工作电压范围。
安森美NCP1342详细资料。
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、努比亚65W氮化镓充电器、洛克65W氮化镓PD快充充电器、飞利浦65W快充插座等。
初级开关同样采用纳微NV6115氮化镓功率芯片。
变压器特写,顶部贴有信息标签。
亿光EL 1019光耦,横跨在初级和次级之间,用于初级次级通信,反馈调节输出电压。
输出抗干扰蓝色Y电容,来自DGCX东莞市成希电子有限公司。
另一颗特写。
丝印IAZEK次级同步整流控制器,实际是MPS芯源半导体的MP6908,支持宽输出电压范围,支持多种操作模式。
MP6908详细规格参数。
充电头网了解到,采用MPS MP6908的还有小米GaN充电器Type-C 65W、雷柏65W GaN快充、安克 65W USB PD快充充电器、小米USB PD充电器 充电宝、联想YOGA 65W USB PD快充充电器等。此外MPS同步整流芯片还被小米9 Pro原装45W快充充电器、thinkplus 45W USB PD充电器、紫米65W 2C1A桌面PD快充充电器等数十款产品采用。
次级同步整流MOS特写,龙腾LSGC15R085W3。
输出端一览,四个USB母座均焊接在小板上。
同步整流输出滤波固态电容,永铭NPX系列固态电容,规格为25V 820μF。该系列电容具有小体积、低ESR、高容许纹波电流、高可靠性等特点。
充电头网了解到,永铭NPX系列固态电容此前已被摩米士65W 2C1A氮化镓快充充电器、倍思45W 1A1C氮化镓充电器、鸿达顺65W 2C1A氮化镓快充充电器、图拉斯24W 1A1C快充充电器、努比亚65W氮化镓充电器、图拉斯30W 1A1C USB PD快充充电器等多款产品采用,获得客户一致认可。
另外两颗规格为25V 470μF。
无丝印芯片特写,用于输出接口功率智能分配。
USB-C1母座所在小板正面设有降压电感和固态电容,电感下面有绝缘胶带进行隔离,Type-C母座有TVS进行静电保护。
将电感拆掉,下面设有二次降压主控芯片。
背面设有三颗MOS管。
USB-C1降压电路主控芯片均采用的是智融SW3516H,用于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。
充电头网通过拆解发现,SW3516H还被努比亚65W 2C1A氮化镓充电器、洛克65W氮化镓快充充电器、RAVPOWER 65W 1A1C氮化镓快充充电器、毕亚兹65W 2C1A氮化镓充电器等多款产品采用,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。
背面三颗MOS管均为大中SM4506NHKP,NMOS,耐压30V,DFN5x6-8封装。其中两颗用于为USB-C1口输出同步整流降压。
大中SM4506NHKP资料信息。
降压电感特写。
降压输出滤波固态电容特写,规格为25V 330μF。
第三颗大中SM4506NHKP作为USB-C1口输出VBUS开关管。
USB-C1母座特写,过孔焊接。
USB-C2口所在小板正面一览,同样设有电感和电容。
背面也是三颗大中SM4506NHKP MOS管。经观察发现上述两块小板用料设计完全一样,因此单口输出性能也就相同,支持功率盲插。
另外1A1C接口二次降压电路主控芯片采用智融SW3518S,这是一款高集成度的多快充协议双口充电芯片,并已经通过了VOOC认证。芯片支持A C口任意快充输出,支持双口独立限流,集成了5A高效率同步降压变换器,支持PPS、PD、QC、AFC、FCP、SCP、PE、SFCP、VOOC等多种快充协议,最大输出PD100W。
智融SW3518S资料信息。
外挂两颗泰德TDM3478 NMOS管,NMOS,耐压30V,用于为1A1C接口输出同步整流降压。
泰德 TDM3478 详细资料。
降压电感特写。
降压输出滤波固态电容,规格为25V 330μF。
威兆 VS3622DE 双NMOS,耐压30V,这里作为USB-C3和USB-A口的输出VBUS开关管,上方两颗R005电阻为1A1C接口输出检流电阻。
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。
将另外1A1C接口所在小板拆下。
USB-C3母座特写。
USB-A母座特写,正负极加宽,舌片前端有特殊触点。
全部拆解完毕,来张全家福。
充电头网拆解总结
闪极100W氮化镓充电器采用方块造型机身,棱角分明,正背面是冷感纹理,外观别具一格。充电器自带可折叠插脚,同时还可加装其它规格插脚,居家使用或携带外地出差都得心应手。此外充电器性能也是万金油般的存在,支持QC、AFC、FCP、SCP、PE 2.0、PD3.0、PPS等多个快充协议,支持65W 30W或45W 30W 24W充电策略,满足多台设备同时快充需求。
充电头网通过拆解了解到,充电器采用APFC升压、开关电源和三路独立DC-DC架构组成。其中APFC升压电路采用安森美NCL2801搭配纳微NV6115氮化镓功率芯片;开关电源由安森美NCP1342搭配纳微NV6115,以及芯源MP6908A搭配龙腾MOS组成,同步整流定压输出固定电压;C1和C2两路均采用智融SW3516H进行二次降压和协议识别,另外C3和USB-A为一路采用的是智融SW3518S方案。
此外PCB板上的元器件注胶处理,正背面还配有隔离板和大面积黄铜散热片,增强内部稳定性和散热性能;为解决多口带来的体积问题,采用了多颗永铭小体积电容进行滤波,此外输出端设有三块小板增加空间利用率。
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