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        拆解報告:威源新能30W 1A1C氮化鎵快充充電器

        2021-09-18

        今年萬眾期待的iPhone 13新機終于在9月15號發布了,和玩梗的“十三香”不同,看了發布會的很多人都真的覺得今年的iPhone 13真的香。雖然新機的充電功率發布會上沒有提及,但從早前各種傳出的消息來看,25W左右還是概率很大的。

         

        為此近期東莞市威源新能技術有限公司推出了一款30W氮化鎵快充充電器滿足市場需求,產品配備1A1C接口,分別支持18W和30W快充,支持PD、PPS等快充協議,能夠很好兼容iPhone 13手機,輕松滿足其快充需求。下面充電頭網就對其進行詳細拆解,看看用料做工如何。

         

        一、威源新能30W充電器外觀

         

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        包裝盒頂面印有AMMOD威源新能品牌。

         

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        充電器外套塑料袋防塵,另外使用塑料托盤固定保護。

         

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        充電器采用PC材質白色外殼,背面基本啞光處理,頂面邊緣亮面倒角設計。

         

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        機身正面還印有AMMOD品牌,整體在白色襯托下顯得十分簡潔。

         

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        充電器采用固定式美規插腳。

         

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        輸入端外殼上印有充電器參數信息

        型號:GPT301-1A1C-ULS

        輸入:100-240V~ 50/60Hz 1A

        單口輸出:

        USB-C:5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A

        USB-A:5V3A、9V2A、12V1.5A

        雙口輸出:5V3A

        充電器已經通過了FCC認證和VI級能效認證。

         

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        實測充電器機身高度為42.54mm。

         

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        寬度為41.67mm。

         

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        厚度為29.31mm。

         

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        和蘋果30W充電器直觀對比,體積優勢明顯。

         

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        拿在手上的直觀感受。

         

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        充電器凈重約為50g。

         

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        使用ChargerLAB POWER-Z KT002測得USB-C口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A和DCP協議,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、PD3.0、PPS快充協議。

         

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        此外PDO報文顯示C口還具備5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五組固定電壓檔位,以及3.3-11V3A和3.3-16V2A兩組PPS電壓檔位。

         

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        使用KT002測得USB-A口支持QC2.0/3.0、AFC、FCP快充協議。

         

        二、威源新能30W充電器拆解

         

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        將輸入端外殼拆開,超聲波焊接封裝,插腳和金屬片接觸通電。

         

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        測得模塊長度為37.81mm。

         

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        寬度為33.8mm。

         

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        厚度為19.68mm。

         

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        輸入端金屬片后面焊有一塊PCB小板進行隔離絕緣。

         

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        另一側看去,充電器初級次級間設有塑料板進行絕緣隔離,USB-C母座焊接在小板上。

         

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        PCB板正面一覽,電感、電容、變壓器等打膠加固,中心處有一顆差模電感。

         

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        主板背面一覽,背面設有常見的整流橋、開關電源相關芯片等器件,不過主控芯片集成了初級開關管。

         

        通過觀察發現這款充電器采用QR開關電源寬范圍輸出,一顆協議芯片控制1A1C雙口輸出電壓架構。下面我們從輸入端開始了解各器件的信息。

         

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        輸入端一覽,金屬片后面是延時保險絲和隔離小板,左側NTC浪涌抑制電阻和共模電感打膠加固。

         

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        延時保險絲規格為2A 250V。

         

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        NTC浪涌抑制電阻,用于抑制上電浪涌電流。

         

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        共模電感特寫,雙線繞制,用于濾除EMI干擾。

         

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        WRABS20M整流橋來自沃爾德。

         

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        側面中間設有兩顆高壓濾波電解電容。

         

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        兩顆高壓濾波電解電容均為云睿品牌,其中一顆規格為400V 33μF。

         

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        另一顆規格為400V 15μF。

         

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        差模工字電感特寫,外套熱縮管保護。

         

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        另一側設有主控芯片供電電容和變壓器。

         

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        主控芯片供電電容特寫,規格為50V 10μF。

         

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        開關電源主控芯片采用南芯半導體的SC3056。南芯SC305X是一顆高頻準諧振反激轉換器,具有高能效和高可靠性。轉換器內置高壓啟動電路,可實現超低的待機功耗和超快的啟動速度。SC305X提供自適應的頻率折返用于實現全負載范圍內的高效率。在QR和DCM模式下,谷底開通以提高效率。無負載時,芯片以突發模式運行,降低待機功耗。

         

        SC305X內部集成650V耐壓的氮化鎵開關管,同時集成高壓啟動電路、軟啟動電路,以及用于超寬輸出范圍的分段式供電電路。在突發和故障模式下具有超低的工作電流,最高工作頻率為175KHz,支持抖頻改善EMI性能,支持谷底開通,輕載和空載模式以突發模式運行以降低功耗,提高效率。

         

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        芯片內置過熱保護,供電過壓保護、供電欠壓閉鎖、逐周期電流限制、兩級過流保護、輸出過電壓保護、輸出短路保護和過載保護,提供完善全面的保護功能。

         

        據充電頭網了解,南芯半導體的快充方案廣泛應用在充電器、無線充、車充、充電寶、儲能電源等各個方面,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戶外電源數十款產品采用,品質獲得客戶高度認可。

         

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        變壓器特寫,頂部噴碼有信息。

         

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        BPC-1009光耦,用于初級次級通信,反饋調節輸出電壓。

         

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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。

         

        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電容除了被貝爾金、安克、QCY、聲麗、麥多多、OPPO、聯想、努比亞、倍思、海陸通、第一衛等品牌的數十款快充產品使用,此外還被伊戈爾40W LED驅動電源、長虹42英寸智能網絡電視42P3F內置電源、卓飛航45W氮化鎵超快墻充等產品使用,性能獲得客戶一致認可。

         

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        輸出端一覽,左側是輸出濾波固態電容,中間USB-A母座焊接在主板上。

         

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        同步整流控制器采用南芯半導體SC3503,這是一顆自適應開通檢測和快速關斷同步整流控制器,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,具有超低的靜態電流,支持多種工作模式,支持高側和低側同步整流,外圍元件非常精簡。采用SOT23封裝,適用于寬輸出范圍反激適配器應用。

         

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        南芯SC3503資料信息。

         

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        同步整流管特寫,絲印HS60T10Q,DFN5*6封裝。

         

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        輸出濾波固態電容特寫,規格為25V 680μF。

         

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        USB-C母座所在小板背面設有協議芯片以及輸出VBUS開關管。

         

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        協議芯片采用云矽半導體XPD740,用于控制1A1C接口輸出電壓。這款芯片已經通過了USB PD3.0認證,TID:3479。支持QC2.0/3.0/3.0+、AFC、FCP、SCP、HVSCP、PD2.0/3.0和PPS等快充協議。

         

        XPD740內部集成 10mΩ VBUS 通路功率開關管,并且集成10mΩ電流檢測電阻,支持USB-A和USB-C雙口工作模式,具備完善的保護功能,節省外圍元件數量,簡化電路,降低成本。采用TSSOP-16封裝。

         

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        云矽半導體XPD740資料信息。

         

        充電頭網拆解了解到,云矽半導體XPD系列快充協議芯片已被公牛,貝爾金,聯想,諾基亞,飛利浦,傲基,倍思,品勝,摩米士等多個品牌的數十款產品采用,抓住20W PD快充風口,富滿集團云矽半導體單月PD協議芯片銷量突破千萬顆。

         

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        輸出VBUS開關管特寫,絲印30P03Q。

         

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        USB-C母座特寫,黑色膠芯不露銅,過孔焊接。

         

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        USB-A母座特寫,過孔焊接。

         

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        全部拆解完畢,來張全家福。

         

        充電頭網拆解總結

         

        威源新能這款30W氮化鎵快充充電器機身設計簡潔,可以滿足客戶差異化定制。機身輸入端平直切面設計配合固定插腳,日常使用十分穩定。另外充電器配備1A1C雙輸出口,支持豐富的快充協議,具備5-20V齊全電壓檔位以及兩組PPS電壓檔位,兼容性很好。既能滿足iPhone 13快充需求,也能給華為、小米等品牌手機使用。

         

        充電頭網通過拆解了解到,充電器輸入端以及初級次級間均作了充分的絕緣隔離設計,細節講究,大多數插件元件也都打膠加固。此外采用南芯半導體SC3056+SC3503開關電源方案,SC3056是一顆高集成氮化鎵合封芯片,效率、可靠性表現優秀,還能簡化電路降低成本,幫助充電器實現小型化。此外采用云矽半導體XPD740協議芯片控制雙口輸出電壓,整體方案扎實可靠。

         

        東莞市威源新能技術有限公司是一家專注于PD充電器為主,無線充和充電寶為輔的的工廠,公司規模17000平,員工人數350人,年產值4億人民幣。同時公司在光明區馬田社區云里智能園設立了氮化鎵PD充電器研發中心,配備有多名高級研發工程師,ID設計師(紅點獎獲得者),結構設計師,形成了研發、銷售和生產的為一體的高科技企業。業務模式主要為OEM自有產品貼牌銷售和ODM客戶定制服務。


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