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充电器拆解报告:古石65W 2C1A氮化镓充电器

2023/08/15
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阅读需 15 分钟
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充电头网拿到了古石科技推出的一款65W氮化镓充电器,这款氮化镓充电器采用折叠插脚设计,体积小巧便携。充电器具备2C1A接口,总输出功率为65W,且单一USB-C口均支持65W输出,三个接口均支持快充,可以同时支持三台设备充电,小巧实用。

这款充电器还支持PPS快充,不仅可以为笔记本电脑充电,还可以对支持PPS快充的手机进行快速充电,能够满足日常使用需求。下面就对古石这款氮化镓充电器进行拆解,一起看看内部的用料和做工。

古石65W氮化镓充电器外观

 

充电器整体外观延续上一代设计,外壳采用PC阻燃防火材质,表面磨砂抗指纹,边角过渡圆润。

 

 

机身正面印有65W字样,输入端配备可折叠国标插脚。

 

 

输入端外壳印有充电器参数

型号:GS-W65A0946A

输入:100-240V~50/60Hz 1.5A

USB-C1/C2输出:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A

USB-C1/C2:(PPS)3.3-20.3V3.25A

USB-A:5V3A、9V2A、12V1.5A

总输出:65W Max

制造商:深圳市古石科技有限公司

充电器已经通过了CCC认证。

 

 

输出端设有2C1A三个接口,接口旁印有区别标识,方便使用。

 

 

测得充电器机身长度为58.38mm。

 

 

宽度为42.2mm。

 

 

厚度为32.05mm。

 

 

和苹果61W充电器对比,体积优势很大,而且接口更加丰富。

 

 

另外测得充电器净重约为120g。

 

 

使用ChargerLAB POWER-Z KM002C测得USB-C1口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0/5、PD3.0、PPS快充协议。

 

 

PDO报文显示C1口还具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五组固定电压档位,以及3.3-20.3V3.25A一组PPS电压档位。

 

 

测得USB-C2口支持PD3.0、PPS、QC5快充协议。

 

 

并且同样具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五组固定电压档位,以及3.3-20.3V3.25A一组PPS电压档位。

 

测得USB-A口支持FCP、SCP、AFC、QC3+快充协议。

古石65W氮化镓充电器拆解

对古石这款65W氮化镓充电器有了基本了解后,下面就进行拆解,看看内部的设计和用料。

 

首先沿接缝撬开外壳,壳体通过超声波焊接固定,PCBA模块粘贴导热垫散热。

 

 

折叠插脚通过弹片压接到PCBA模块供电。

 

 

从壳体内部抽出PCBA模块,模块外层覆盖铜片散热。

 

 

在铜片外层还粘贴石墨导热贴加快热量散发。

 

 

背面也粘贴石墨导热贴。

 

 

使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为52.9mm。

 

 

PCBA模块宽度约为38mm。

 

 

PCBA模块厚度约为28.1mm。

 

 

散热片通过焊接固定到PCB上。

 

 

拆下PCBA模块两面覆盖的散热片,铜片粘贴胶带绝缘,并粘贴导热垫为变压器等元件散热。

 

 

PCBA模块输入端一览,侧面焊接小板连接电源,初级电解电容之间打胶固定。

 

 

输出侧焊接一块协议小板,与变压器之间通过麦拉片绝缘。

 

 

PCBA模块一览,近似为三段式结构,左侧为高压滤波电容,中间上方为一颗较大体积的变压器,下方为一颗较小体积的变压器,右侧小板焊接USB母座,上下焊接滤波固态电容

 

 

PCBA模块背面焊接整流桥,两颗PI的高集成电源芯片和对应的同步整流管,在两颗电源芯片中间焊接一颗贴片Y电容

 

通过对充电器PCBA模块正反面的观察,古石这款65W充电器内置两路反激开关电源,宽电压范围输出,输出电压由协议芯片控制,实现双口独立快充输出。当只有一个接口输出时,自动将两路电源输出并联,满足65W全功率输出需求。下面我们就从输入端开始了解各个元器件的信息。

 

 

充电器输入端垂直焊接一块小板,小板上焊接贴片保险丝

 

 

小板上还焊接NTC浪涌抑制电阻共模电感,安规X2电容,左侧焊接高压滤波电容。

 

 

小板背面焊接一颗贴片保险丝和X电容放电电阻。

 

 

小板另一面焊接绿色NTC浪涌抑制电阻,共模电感和安规X2电容。

 

 

NTC浪涌抑制电阻丝印3D7。

 

 

共模电感采用漆包线和绝缘线绕制,外套热缩管绝缘。

 

 

安规X2电容容量为0.1μF。

 

 

输入端两颗WRMSB40M整流桥来自深圳市沃尔德实业有限公司,规格为4A 1000V。WRMSB40M这颗软桥通过较软的恢复曲线,比较平滑的关断特性,可以降低二极管结电容达到非常少的谐波振荡产生的效果。

 

 

沃尔德 WRMSB40M 详细资料。

 

充电头网了解到,沃尔德软桥还被OPPO 50W饼干氮化镓快充、鸿达顺65W 氮化镓充电器、飞频65W USB PD氮化镓充电器、ROCK 65W氮化镓充电器、麦多多65W氮化镓充电器、麦多多30W 1A1C快充充电器等多款产品采用,性能获得客户的一致认可。

 

 

高压滤波电容来自永铭,规格为27μF400V,总容量为135μF。

 

 

差模电感采用工字磁芯绕制,外套热缩管绝缘。

 

 

PCBA模块侧面焊接滤波固态电容,变压器,主控芯片供电电容。

 

 

氮化镓充电器主控芯片采用PI INN3378C,采用PowiGaN技术,内置PWM控制器、高压MOS、同步整流控制器等,集成度非常高,并且采用数字总线控制调压。宽电压范围条件下,密闭外壳内可以输出55W功率,降额使用。

 

PI官方的资料显示,INN3378C属于InnoSwitch3-Pro家族,它采用了PI独家的PowiGaN技术,也就是内置了GaN氮化镓功率器件,相比传统MOSFET可以输出更大功率。

 

 

另一颗主控芯片型号为INN3365C,同样为InnoSwitch3-Pro系列,支持适配器中22W宽电压应用,两颗主控芯片配合一大一小变压器组成两路独立的开关电源。

 

 

为初级主控芯片供电的滤波电容规格为10μF 50V。

 

 

其中一颗体积较大的变压器搭配INN3378C使用。

 

 

另一颗体积较小的变压器搭配INN3365C使用。

 

 

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TMY1102M。

 

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。

 

 

对应INN3378C氮化镓主控芯片的同步整流管来自芯控源,型号AGM042N10A,是一颗耐压100V,导阻4.2mΩ的NMOS,采用PDFN5*6封装

 

 

对应INN3365C的同步整流管来自鑫飞宏,型号FH1610G,是一颗耐压100V的NMOS,导阻6.2mΩ的NMOS,采用PDFN5*6封装。

 

 

输出侧焊接小板,小板上焊接协议芯片和输出母座,在小板两侧焊接两颗固态电容用于输出滤波。

 

 

两颗输出滤波固态电容规格均为560μF 25V。

 

 

还有一颗滤波电容规格为120μF 25V。

 

 

小板正面焊接协议芯片,USB-A和USB-C母座以及对应的四颗VBUS开关管。

 

 

小板背面焊接一颗VBUS开关管和对应的电流检测电阻,USB-C和USB-A接口均设有ESD二极管进行静电保护。

 

 

协议芯片来自英集芯,型号IP2738,是一颗双路协议芯片,支持双口18-140W快充应用,具备独立的反馈控制,具备独立的USB PD控制,相当于两颗IP2736整合到一颗芯片内部,快充规格与IP2736相同。支持USB PD3.1 28V EPR档位,并支持PD3.0/PPS等丰富全面的快充协议,兼容性非常好。

 

 

英集芯IP2738内置四路独立的NMOS驱动,可用于多个接口输出控制,控制多个VBUS开关管进行输出端口切换以及两路电源并联控制,并且支持双路独立的过流、过压以及短路保护,确保使用安全。

 

充电头网了解到,英集芯IP2738此前已被麦多多40W双USB-C氮化镓充电器、爱兰博140W 2C1A氮化镓充电器、安克65W 2C1A二合一氮化镓超极充、绿联140W 2C1A氮化镓充电器,英集芯的其它系列快充芯片已被小米、华为、三星等大品牌的产品使用,性能质量获得客户的高度认可。

 

 

USB-C1接口的DPDM和CC引脚使用四颗高特 GESD3B5CM ESD二极管进行静电保护,器件工作电压为5V,采用SOD-323封装,适用于高速数据接口,可用于手机,电脑,服务器以及便携设备等的静电防护。在充电器中用于USB-C接口静电防护,保护协议芯片不受静电击穿损坏,提升充电器产品可靠性。

 

 

高特 GESD3B5CM 资料信息。

 

 

USB-C2接口的CC引脚使用两颗高特 GESD3B5CM ESD二极管进行静电保护。

 

 

USB-A口DPDM引脚也使用两颗高特 GESD3B5CM ESD二极管进行静电保护。

 

 

作为一款高品质的PD快充,静电和浪涌已是必不可少的电气指标之一;因为PD快充在使用的过程中会出现频繁地热插拔和人体接触,热插拔容易产生过压、过流事件伤害PD快充,人体接触容易产生静电放电事件伤害PD快充。

 

针对PD快充静电和浪涌的电气要求,高特可提供静电和浪涌防护一站式解决方案。

 

 

输出VBUS开关管来自芯控源,型号AGM310AP1,是一颗耐压30V的NMOS,导阻9.7mΩ,采用DFN3.3*3.3封装。共使用五颗用于两路电源输出并联,以及USB-C1,USB-C2和USB-A输出切换。均为同一型号。

 

 

USB-C接口采用过孔焊接固定,白色胶芯不露铜。

 

 

USB-A接口采用过孔焊接,红色胶芯。

 

全部拆解一览,来张全家福。

充电头网拆解总结

古石这款65W氮化镓充电器采用方块设计,并配有折叠插脚,小巧便携。充电器具备2C1A输出接口,USB-C口支持65W PD快充和3.3-21V 3A PPS快充,满足笔记本电脑和安卓手机快充,USB-A口也支持快充,满足新老设备充电需求。

充电头网通过拆解了解到,古石这款氮化镓充电器内置两路PI高集成度的主控芯片,搭配一大一小两个变压器,组成两路开关电源。输出协议芯片使用英集芯IP2738进行三口协议控制,采用芯控源MOS管进行两路开关电源输出并联和接口控制。

充电器的CC和DPDM引脚使用高特的GESD3B5CM ESD二极管进行安全防护,提升充电器的可靠性。PCBA模块采用铜片包裹并粘贴石墨导热垫,增强散热能力。

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