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        拆解報告:華科生65W 2C1A氮化鎵快充充電器

        2023-10-23

        充電頭網又拿到了一款華科生推出的65W氮化鎵充電器,這款充電器為2C1A接口配置,但是兩個USB-C口均支持65W輸出,支持盲插使用,同時具備3.3-11V 3A PPS快充,對主流的安卓手機也有不錯的快充效果。

         

        這款充電器在雙口輸出時,支持45+20W快充輸出,對電腦充電的同時還可以為手機提供快充,方便使用。下面我們就對這款華科生65W氮化鎵快充拆解,看看內部選用了哪家的方案。

         

        華科生65W氮化鎵充電器外觀

         

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        充電器采用長條柱狀造型設計,PC材質白色外殼磨砂抗指紋,整體十分簡潔方便客戶進行差異化設計。

         

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        輸入端外殼上印有充電器參數

        型號:HPA-25N200325CD01

        輸入:100-240V~50/60HZ 1.5A

        輸出:

        C1/C2:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A(65W Max)

        A1:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3A(60W Max)

        C1+C2:45W+20W(65W Max)

        C1+A1:45W+18W(63W Max)

        C2+A1:5V3A(15W Max)

        C1+C2+A1:45W+15W(60W Max)

        制造商:深圳華科生數字科技有限公司

        充電器通過了CCC認證。

         

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        充電器配備可折疊國標插腳,攜帶方便且不會刮傷包里其它設備。

         

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        另一端設有2C1A三個接口,接口旁印有區別標識,方便使用。

         

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        測得充電器機身長度為67.4mm。

         

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        寬度為30.94mm。

         

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        厚度為36.37mm。

         

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        和蘋果61W充電器對比,體積優勢巨大,而且接口更加豐富。

         

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        拿在手上的大小直觀感受。

         

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        充電器凈重約為98g。

         

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        使用ChargerLAB POWER-Z KT002測得USB-C1口支持Apple2.4A、Samsung 5V2A、DCP協議,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PD3.0、PPS快充協議。

         

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        PDO報文顯示C1口還具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五組固定電壓檔位,以及3.3-11V3A一組PPS電壓檔位。

         

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        測得C2口兼容協議和C1口的相同。

         

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        PDO報文也完全一樣,即兩個C口單口輸出性能相同,支持功率盲插使用方便。

         

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        最后測得USB-A口支持QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP快充協議。

         

        華科生65W氮化鎵充電器拆解

         

        對華科生這款65W氮化鎵充電器有了基本了解后,下面繼續對其進行拆解,看看用料做工如何。

         

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        撬開充電器輸入端外殼,外殼采用超聲波焊接固定,插腳與PCBA模塊通過彈片壓接供電。

         

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        抽出充電器內部PCBA模塊,側面焊接的小板低壓部分焊接一塊黃銅散熱片。

         

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        散熱片也延伸到主板另外一側,并貼有膠帶絕緣。

         

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        使用游標卡尺測得PCBA模塊長度約為55.31mm。

         

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        包括折疊插腳位置的長度約為62.83mm。

         

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        PCBA模塊寬度約為31.13mm。

         

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        PCBA模塊厚度約為25.92mm。

         

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        散熱片通過焊接固定到PCB板上。

         

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        焊下黃銅散熱片,散熱片內部覆蓋絕緣麥拉片,并貼有導熱墊與主板上發熱元件接觸散熱。

         

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        變壓器磁芯兩側與元件之間涂有導熱膠固定。

         

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        清理掉導熱膠,充電器內部結構為三段式設計,頂部為輸入EMI濾波電路和高壓電解電容,中間為開關變壓器,底部為USB母座和二次降壓電路。

         

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        側面小板焊接整流橋,同步整流管和二次降壓電路。

         

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        另一塊PCB上焊接氮化鎵合封芯片,光耦和二次降壓電路,通過兩塊PCB組合焊接,將充電器中整流橋與氮化鎵合封芯片分散在兩塊PCB上,分攤發熱,降低溫升。

         

        通過對充電器PCBA模塊的觀察發現,華科生65W 2C1A氮化鎵充電器采用反激開關電源搭配同步整流,固定電壓輸出,輸出使用兩路獨立的同步降壓電路由協議芯片控制,實現雙C口65W功率盲插,多口功率自動分配功能。下面我們就從輸入端開始了解整個充電器的設計與用料。

         

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        充電器輸入端焊接保險絲,NTC熱敏電阻,X電容和共模電感。

         

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        輸入端慢熔保險絲規格為3.15A,貼片焊接。

         

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        兩顆NTC熱敏電阻并聯連接,用于限制電源插電時的沖擊電流,消除火花。

         

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        安規X2電容規格為0.1μF,來自DGCX東莞成希。

         

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        共模電感特寫,采用漆包線和絕緣線繞制在綠色磁環上,底部焊接絕緣支架。

         

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        輸入端整流橋WRLSB80M來自深圳市沃爾德實業有限公司,這顆軟橋通過較軟的恢復曲線,比較平滑的關斷特性,可以降低二極管結電容達到非常少的諧波振蕩產生的效果。選用的LSB封裝,擁有良好的散熱特性,幫助中大瓦數適配器提升可靠性,單顆可做60W+。

         

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        沃爾德 WRLSB80M 資料信息。

         

        充電頭網拆解了解到,沃爾德的軟橋還被摩米士100W 2A2C氮化鎵快充、努比亞1A1C 45W氘鋒氮化鎵快速充電器、公牛65W PD快充插座、麥多多2C1A 65W氮化鎵充電器、鴻達順65W 氮化鎵充電器、OPPO 50W餅干氮化鎵快充、ROCK 65W氮化鎵充電器等多款快充產品采用,產品性能獲得客戶一致認可。

         

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        側面的小板上焊接高壓濾波電容,同步整流控制器,輸出濾波電容以及一路二次降壓電路和輸出接口。

         

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        兩顆高壓濾波電容均來自JSH萬京源,規格均為400V 47μF。

         

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        差模電感焊接在兩顆高壓電容中間,外套熱縮管絕緣。

         

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        充電器初級芯片采用采用南芯合封氮化鎵芯片SC3057,將高性能多模式反激控制器、氮化鎵驅動、氮化鎵開關管、供電和保護等電路集成在一顆散熱增強的QFN6*8封裝內部。通過合封來簡化外部元件數量,并消除傳統驅動走線寄生參數對高頻開關的影響。

         

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        南芯SC3057采用了功率走線和控制走線分開的設計,降低高頻開關對控制回路的影響,并通過優化的焊盤設計,優化充電器走線設計與電氣性能,簡化設計開發。南芯SC3057內置165mΩ氮化鎵開關管,支持175KHz開關頻率,并支持X電容放電。

         

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        變壓器采用ATQ2516磁芯,纏繞膠帶絕緣。

         

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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。料號為TMY1681M。

         

        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電容除了被倍思高通QC5認證100W氮化鎵快充、麥多多100W氮化鎵、OPPO 65W超級閃充氮化鎵充電器、聯想90W氮化鎵快充、努比亞65W氮化鎵充電器、倍思120W氮化鎵+碳化硅PD快充充電器等數十款大功率充電器使用外,也可應用于海陸通、第一衛、貝爾金等品牌20W迷你快充上,性能獲得客戶一致認可。

         

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        CT1018光耦用于輸出電壓反饋。

         

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        同步整流控制器焊接在側面的小板上,來自南芯,型號SC3503,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。

         

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        南芯SC3503是一顆成熟的同步整流控制器,已經應用于綠聯30W PD快充氮化鎵充電器、征拓65W 2C1A氮化鎵充電器、倍思65W氮化鎵插座、努比亞小黃人65W雙口氮化鎵快充等眾多產品中。

         

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        同步整流管來自冠禹,絲印KS1204T,實際型號為KS1204NAT,是一顆耐壓100V的NMOS,導阻為6mΩ,采用PDFN5060封裝。

         

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        輸出濾波電容來自揚州升陽電子,規格為820μF 25V。

         

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        用于USB-C1接口的協議芯片來自英集芯,型號為IP2723T,該芯片已通過USB IF協會PD3.0 PPS認證,TID:3135,是一款集成多種協議、用于USB輸出端口的快充協議IC。支持多種快充協議,包括USB TypeC DFP、PD2.0/3.0、PPS 、HVDCP QC4、QC4+、QC3.0/2.0、FCP、SCP、AFC、MTK PE+ 2.0/1.1、Apple 2.4A、BC1.2以及三星2.0A。

         

        IP2723T可為適配器、車充等單向輸出應用提供完整的TYPE-C解決方案。此外IP2723T具備高集成度與豐富功能,在應用時僅需極少的外圍器件,有效減小整體方案的尺寸,降低BOM成本。

         

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        英集芯IP2723T資料信息。

         

        充電頭網通過拆解了解到,英集芯IP2723T已被閃魔、摩米士、REMAX、麥多多、華科隆等多個品牌20W充電器采用,同時還被摩米士65W 2C1A氮化鎵快充充電器、努比亞65W USB PD氮化鎵充電器、努比亞1A1C 45W氘鋒氮化鎵快速充電器等氮化鎵充電器使用,此外英集芯快充芯片還可用于車充、移動電源、適配器等各種充電領域,并被小米、京東京造、華為、三星、特斯拉等知名品牌的百余款產品采用。

         

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        用于USB輸出的降壓芯片采用芯潭微NDP1460QB,是一顆38V輸入電壓,6A連續輸出電流的同步降壓轉換器,內置14mΩ同步降壓管,支持雙路恒壓恒流控制,內置補償元件,采用散熱增強的QFN5*5封裝。

         

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        降壓磁環電感使用兩層熱縮管包裹絕緣。

         

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        用于USB-C1輸出濾波的固態電容,來自綠寶石,規格為220μF 25V。

         

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        輸出VBUS開關管來自禾納,型號CWR03N041AP,是一顆耐壓30V的NMOS,導阻4.1mΩ,采用PDFN3030封裝。

         

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        USB-C母座特寫,過孔焊接固定。

         

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        另外一路降壓電路的協議芯片來自英集芯,型號為IP2726,是一顆應用非常廣泛的協議芯片。英集芯IP2726是一顆集成多種協議、用于USB輸出端口的快充IC,支持Type-C DFP、PD2.0/3.0、PPS、QC4+、QC2.0/3.0、FCP、AFC、SCP、MTK PE+、Apple2.4A、BC1.2以及三星2A等協議。具有高集成度和豐富的功能,在應用時僅需極少的外圍器件,有效減小整體方案的尺寸,降低BOM成本。

         

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        充電頭網了解到,英集芯IP2726此前已被AUKEY 65W 1A1C氮化鎵快充充電器、RAVPOWER 90W雙USB-C口PD快充充電器、斯泰克100W雙USB-C口氮化鎵充電器、麥多多30W 1A1C USB PD快充充電器、坤興18W USB PD3.0 PPS快充充電器等產品采用。此外,英集芯的其它系列快充芯片也獲得小米、華為、三星等客戶的高度認可。

         

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        另外一路輸出的降壓芯片同樣采用芯潭微NDP1460QB。

         

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        降壓電感采用兩層熱縮管包裹絕緣。

         

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        輸出濾波固態電容來自綠寶石,規格為220μF 25V。

         

         

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        兩顆輸出VBUS開關管均來自禾納,型號同為CWR03N041AP。

         

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        USB-C2母座焊接在垂直的小板上。

         

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        USB-A母座垂直焊接在PCB上。

         

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        全部拆解完畢,來張全家福。

         

        充電頭網拆解總結

         

        華科生這款65W 2C1A氮化鎵快充采用長條造型,輸出兩個USB-C口支持功率盲插,支持33W PPS快充輸出,可滿足主流安卓手機的快充需求,雙口同時使用時為45+20W功率分配,支持手機禾筆記本同時快充。USB-A口的加入,兼容傳統設備充電使用,總的來說兼容性很不錯。

         

        充電頭網通過拆解了解到,華科生這款氮化鎵充電器采用南芯的合封氮化鎵方案,使用南芯SC3057合封氮化鎵芯片搭配SC3503同步整流控制器,組成固定電壓輸出的開關電源。輸出協議芯片使用英集芯IP2723T用于其中一路USB-C降壓控制,IP2726用于USB-C和USB-A降壓控制。兩路降壓電路均使用芯潭微NDP1460進行降壓。

         

        充電器內部采用兩塊PCB組合焊接,提高空間利用率,內部降壓轉換器和氮化鎵合封芯片覆蓋散熱片散熱,輸出使用固態電容濾波,整體做工扎實。


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