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充电器拆解报告: 喜微100W 3C1A 超高性价比氮化镓快充

2023/07/22
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阅读需 15 分钟
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大功率多接口充电器可同时给多个设备进行快充,对于很多人来说,日常生活中一个就够用了,既省时又省心,还不会让桌面变得杂乱无序,因此很受消费者欢迎。最近充电器头拿到的一款喜微100W氮化镓充电器便很符合这类需求。

喜微100W氮化镓充电器配置3C1A四口,其中两个USB-C口支持100W快充,一个USB-C口支持20W快充,为苹果iPhone系列手机充电刚好,USB-A口则支持华为22.5W快充,产品整体性能表现不错。下面就随小编来详细了解这款充电器。

喜微100W氮化镓充电器外观

 

这款充电器采用PC防火材质白色外壳,输入端外壳边缘是常见亮面点缀设计,整体风格简约。

 

 

充电器机身正面中心印有Heincro品牌logo。

 

 

背面左下角印有100W GAN TECHNOLOGY字样。

 

 

输入端外壳印有充电器详细参数

型号:HC-TR275A

输入:100-240V~50/6Hz 1.5A

输出:

USB-C1/C2:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A(100W Max)

USB-C3:5V3A、9V2.22A、12V1.67A、15V1.33A、20V1A

USB-A:4.5V5A、5V3A、9V2A、12V1.67A、20V1A

功率:100W Max

制造商:深圳市喜微科技有限公司

充电器通过了CCC认证。

 

 

充电器配备可折叠国标插脚,收纳携带方便且不会刮伤包里其它设备。

 

 

机身另一端配备3C1A四个USB输出接口,边缘小一圈设计。

 

 

四个接口均采用橘黄色胶芯,在白色外壳衬托下很显眼。

 

 

测得这款充电器机身长度为77.79mm。

 

 

宽度为60.45mm。

 

 

厚度为32.15mm。

 

 

和苹果96W充电器对比,整体要小一些。

 

 

充电器拿在手上的大小直观感受。

 

 

另外测得充电器净重约为230g。

 

 

使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得USB-C1口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0/4+、SFCP、PE2.0、PD3.0、PPS、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充电协议。

 

 

PDO报文显示USB-C1口支持5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五组固定电压档位,以及3.3-11V5A一组PPS电压档位。

 

 

另外测得USB-C2口兼容协议和USB-C1口的一样。

 

 

此外PDO报文也相同,即USB-C1口和USB-C2口性能一样,支持功率盲插。

 

 

测得USB-C3口同样支持FCP、SCP、AFC、QC3.0/4+、SFCP、PE2.0、PD3.0、PPS、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充电协议。

 

 

PDO报文显示USB-C3口支持5V3A、9V2.22A、12V1.67A、15V1.33A、20V1A五组固定电压档位,以及3.3-5.9V3A、3.3-11V2.2A两组PPS电压档位。

 

测得USB-A口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、SFCP、PE2.0、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充电协议。

喜微100W氮化镓充电器拆解

在了解了喜微这款四口氮化镓充电器的外观和接口基本性能之后,下面对其进行详细拆解

 

首先沿接缝拆开充电器外壳,内部PCBA模块为灌胶填充,并包裹麦拉片绝缘,铜片均热。

 

 

输入端采用导线焊接和弹片压接供电。

 

 

使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为71.9mm。

 

 

PCBA模块宽度约为54.4mm。

 

 

PCBA模块厚度约为26.6mm。

 

 

拆下PCBA模块覆盖的麦拉片,内部全部被导热胶填充,增强散热性能和机械强度。

 

 

PCBA模块正面一览,右上角为交流输入端,焊接保险丝,NTC浪涌抑制电阻,安规X2电容压敏电阻共模电感,向左焊接整流管,高压滤波电容差模电感。中间焊接变压器,在变压器左侧为降压小板和输出接口小板。

 

 

背面焊接整流二极管,氮化镓控制器,氮化镓功率芯片光耦,次级焊接同步整流控制器和同步整流管。

 

通过对PCBA模块的观察发现,这款100W氮化镓充电器采用反激开关电源设计,搭配同步整流,固定电压输出。输出采用三路独立的同步降压电路,实现四口快充输出以及功率自动分配功能。下面我们就从输入端开始了解整个充电器的设计和用料。

 

 

PCBA模块输入端一览,焊接保险丝,NTC浪涌抑制电阻,安规X2电容,压敏电阻,共模电感。

 

 

输入端保险丝规格为5A 250V。

 

 

NTC浪涌抑制电阻丝印2.5D-9,用于抑制充电器上电的浪涌电流

 

 

X2安规电容来自东莞成希,规格为0.1μF。

 

 

压敏电阻来自达孚,型号10D471K,用于浪涌过电压保护

 

 

共模电感采用绝缘线和漆包线绕制,底部焊接绝缘支架。

 

 

这款充电器内部采用四颗贴片二极管组成整流桥,二极管型号S5MB。

 

 

另外两颗二极管焊接在PCB背面。

 

 

侧面焊接输出小板,降压小板,滤波固态电容,蓝色Y电容和高压滤波电容。

 

 

高压滤波电容均来自JSH万京源,其中一颗规格为400V33μF。

 

 

一颗规格为400V18μF。

 

 

另外四颗规格为400V10μF,滤波电容总容量为91μF。

 

 

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来自智融,型号为SW1106,是一颗支持增强型氮化镓开关管直驱的高频反激准谐振控制器,芯片内部集成700V高压启动电路和X电容放电功能。芯片内部集成氮化镓驱动器,驱动电压为6V,可直接驱动增强型氮化镓开关管。

 

SW1106运行在带谷底锁定的谷底开启工作模式,并集成频率抖动功能以优化EMI性能,支持突发模式。供电采用双VDD供电设计,在输出电压USB PD宽输出场合降低控制器的功率损耗。

 

SW1106内部集成输入电压保护,供电过压保护,输出过压保护,逐周期电流限制,过载保护,输出过流保护,电流取样电阻开路和短路保护,芯片内置过热保护,支持外接热敏电阻进行器件过热保护,保护功能全面。

 

 

智融SW1106采用SSOP10封装,支持氮化镓快充,充电器以及开关电源应用,这颗初级控制器的推出,一方面实现了氮化镓控制器的国产化替代,另外一方面也丰富了智融在快充电源的产品线。

 

 

开关管采用纳微NV6136A,这是一颗高集成的氮化镓功率芯片,内置驱动器以及高精度无损耗电流采样电路,消除取样电阻的损耗。NV6136A内置170mΩ导通电阻,耐压700V的氮化镓开关管,支持2MHz开关频率,采用6*8mm QFN封装,节省面积。

 

 

纳微NV6136A资料信息。

 

充电头网通过拆解了解到,纳微NV6136A已被安克全氮化镓120W充电器、iQOO 10 Pro原装200W氮化镓超快闪充、联想拯救者135W氮化镓快充、黑鲨120W星流GaN快充、vivo X Fold原装80W双C口闪充氮化镓充电器等知名品牌的数十款产品采用。

 

 

丝印BL的三极管用于为SW1106P主控芯片供电。

 

 

用于为主控芯片供电滤波的电解电容规格为100V 10μF。

 

 

变压器磁芯缠绕胶带绝缘。

 

 

亿光 EL1019光耦用于输出电压反馈。

 

 

蓝色Y电容来自东莞成希。

 

 

同步整流控制器采用智融SW1608,这是一款针对离线式反激变换器的副边同步整流管(MOSFET)驱动的高性能控制器,采用SOT23-6封装,其支持6V或者9V VCC供电,并且VCC具有自供电功能,无需辅助绕组供电并支持宽输出电压范围, 配合 MOSFET 使用替代肖特基整流二极管,可以显著提高系统效率。

 

 

SW1608支持600KHz工作频率,并支持 High Side/Low Side 多种应用场景,支持 CCM/QR/DCM 多种工作模式。此外其内部集成智能导通检测功能,可以有效防止 DCM 振铃引起的误导通;芯片还具有超低关断传输延迟时间和强下拉电流能力,可以显著降低整流管的电压应力。

 

 

同步整流管来自力宏微,型号LH062N100,是一颗耐压为100V的NMOS,导阻6.2mΩ,采用DFN5*6封装。

 

 

在PCB背面还焊接一颗同型号的同步整流管,两颗并联

 

 

两颗输出滤波电容来自JSH万京源,PZ系列充电器专用固态电容,规格为1000μF 25V。

 

 

输出端焊接USB-C USB-A母座小板。

 

 

在母座小板后面与变压器之间是降压小板,小板焊接降压电感和滤波电容等元件。

 

 

背面焊接降压协议芯片,同步降压开关管以及VBUS开关管和对应的电流检测电阻。

 

 

三路降压协议IC采用智融SW3516P,这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,参数和规格均与智融SW3516H相同。

 

SW3516P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。

 

 

智融 SW3516P 详细资料。

 

充电头网拆解了解到,智融 SW3516P 此前还被闪极100W 3C1A氮化镓充电器、公牛67W 3C1A山峰安全快充插座、魅族PANDAER 67W 2C1A氮化镓变速箱潮充、绿联MFM认证100W二合一氮化镓充电站等产品采用,芯片性能质量获客户一致认可。

 

 

搭配使用的同步降压管来自力宏微,型号分别为LH100N03和LH75N03,LH100N03导阻为2.9mΩ,LH75N03导阻为3.9mΩ,耐压均为30V,采用DFN3*3封装。

 

其余两路降压电路也是相同的元件配置,节省篇幅不再介绍。

 

 

三颗降压电感采用磁环绕制,外套热缩管绝缘。

 

 

滤波电容来自永铭,VPX系列贴片电容,规格为100μF 25V,共使用五颗对应输入和输出滤波。

 

 

对应USB-C3和USB-A接口的VBUS开关管来自力宏微,型号LH3020,是一颗耐压30V的双NMOS,导阻为6mΩ,采用DFN3*3封装。

 

 

接口小板正面焊接USB-A母座和USB-C母座,对应接口焊接一颗MLCC电容滤波。

 

 

母座均为过孔焊接,牢固耐用。电源正极走线大面积过孔连接。

 

 

USB-C母座采用过孔焊接固定,橙色胶芯不露铜。

 

 

USB-A母座采用过孔焊接固定,正负极加宽支持大电流快充。

 

全部拆解一览,来张全家福。

充电头网拆解总结

喜微100W氮化镓采用白色外壳,输入端配有折叠插脚便于携带。充电器具备3C1A四个快充接口,其中USB-C1和USB-C2均支持100W快充输出,支持功率盲插,并且还支持功率自动分配,满足笔记本电脑和手机同时充电需求。

充电头网通过拆解了解到,这款充电器基于智融SW1106P+SW1608氮化镓快充电源方案设计,搭配使用纳微NV6136A氮化镓合封芯片,固定电压输出。输出DC-DC二次降压电路主控芯片采用智融SW3516P,搭配力宏微开关管组成多口降压快充方案。

充电器内部PCBA模块灌封加强散热,并采用多块PCB组合焊接,充分利用空间。充电器内部初级主控芯片,同步整流芯片以及输出降压主控芯片均来自智融科技,实现了一站式多口大功率PD快充的芯片供应。

 

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