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充电器拆解报告:lifeme魅蓝140W 2C1A氮化镓充电器

2023/11/30
1857
阅读需 21 分钟
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充电头网拿到了魅蓝一款140W多口氮化镓充电器,这款充电器采用圆润白色机身,配有折叠插脚,小巧便携。充电器具备2C1A输出接口,单个接口支持140W输出,并支持功率自动分配,双USB-C口同时输出时为65+65W输出,支持为两台笔记本电脑同时供电。

这款充电器的USB-A口支持18W快充,与USB-C口共同使用时支持100+18W功率分配,可满足手机与电脑同时快充需求。下面就带来魅蓝这款140W氮化镓充电器的拆解,一起看看内部的方案和用料。

此前充电头网还拆解过魅蓝65W 1A1C氮化镓快充充电器,欢迎查阅。

魅蓝140W氮化镓充电器开箱

 

包装盒正面印有lifeme品牌、GaN 140W、产品套装外观以及名称——lifeme 140W极速充电器。

 

 

背面印有产品卖点、详细规格参数以及商家信息。

 

 

包装盒上参数特写,下面到产品实物环节再详细介绍。

 

 

包装内含充电器以及数据线。

 

 

附带数据线是USB-C to USB-C线,两端线头外壳上设计有凸齿,方便用户插拔。

 

 

实测数据线长度约为102cm。

 

 

使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得线缆带有E-Marker芯片,电力传输能力为50V5A,支持USB PD3.1 240W快充,数据传输能力为USB 2.0。

 

 

充电器机身主体为白色基调,机身外壳哑光工艺处理,边缘过渡圆润,整体设计比较大众化。

 

 

机身一面印有140W和lifeme GaN USB-C PD Charger的英文名称。

 

 

另一面印有lifeme品牌。

 

 

输入端外壳上印有充电器详细规格参数。

 

 

充电器参数特写

品名:魅蓝 lifeme 140W 氮化镓充电器

型号:lifeme PD 140

输入:AC110-240V~50/60Hz 2A

单口输出:

USB-C1/C2:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A(140W Max)

PPS:5-11V4.05A 44.5W

USB-A:5V3A、9V2A、12V1.5A(18W Max)

双口同时输出:

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

PPS:5-11V4.05A 44.5W

USB-C1/C2+USB-A:100W+18W(

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

PPS:5-11V4.05A 44.5W

USB-A:5V3A、9V2A、12V1.5A(18W Max))

三口同时输出:

USB-C1+USB-C2+USB-A:65W+45W+18W或45W+65W+18W(

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

PPS:5-11V4.05A 44.5W

USB-C2/C1:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V2.25A (45W Max)

PPS:5-11V4.05A 44.5W

USB-A:5V3A、9V2A、12V1.5A(18W Max))

总功率:140W Max

制造商:珠海市蓝辰科技有限公司

 

 

充电器配备可折叠国标插脚,让这款产品能够方便携带出门。

 

 

机身另一端配备2C1A三个USB接口,接口旁印有QC3.0以及PD3.1快充标识,USB-C口旁还印有140W对应功率字样。

 

 

实测充电器机身长度为79.58mm。

 

 

机身宽度为64.26mm。

 

 

厚度为31.64mm。

 

 

和苹果140W充电器对比,魅蓝这款要小很多。

 

 

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286g。

 

 

使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得USB-C1口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0/4+、PD3.1、PPS、DCP、Apple 2.4A充电协议。

 

 

PDO报文显示USB-C1口具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A六组固定电压档位,以及3.3-11V4.05A一组PPS电压档位。

 

 

测得USB-C2口兼容协议和USB-C1口的一样。

 

 

PDO报文也相同,两个USB-C口支持功率盲插。

 

最后测得USB-A口支持FCP、SCP、AFC、QC3+、SFCP、DCP、Apple 2.4A充电协议。

魅蓝140W氮化镓充电器拆解

看完了魅蓝这款氮化镓充电器的开箱,下面就进行拆解,一起看看内部的方案和用料。

 

首先沿接缝拆下折叠插脚侧板,与外壳通过超声波焊接。

 

 

从壳体内部抽出PCBA模块。

 

 

PCBA模块整体包裹铝制散热片,并粘贴胶带绝缘。

 

 

PCBA模块背面也设有散热片,并粘贴导热垫散热。

 

 

散热片通过弯折固定。

 

 

使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为59.5mm。

 

 

PCBA模块宽度约为73.85mm。

 

 

PCBA模块厚度约为26.85mm。

 

 

拆解取下PCBA模块两侧的散热片,内部粘贴导热垫填充。

 

 

PCBA模块由多块PCB焊接组合而成,两大块PCB通过多块小PCB焊接连接。

 

 

上层较小的PCB上焊接主控芯片

 

 

下层较大的PCB焊接整流桥等元件,并镂空设计,降低厚度。

 

 

PCBA模块小板一览,对应PFC升压电感的位置镂空,降低厚度。

 

 

PCBA模块大板一览,对应变压器的位置镂空,降低厚度。

 

 

PCBA模块侧面焊接保险丝压敏电阻,安规X2电容共模电感薄膜电容

 

 

另一端高压滤波电容分别焊接在上下两块PCB上。

 

 

PCBA模块侧面焊接滤波固态电容和变压器。

 

 

输出端为降压小板,焊接降压电感和输出滤波电容,还焊接USB-C和USB-A母座。

 

 

焊接拆分PCBA模块,分为降压输出小板,输入整流滤波和PFC升压小板,LLC电源小板。PCB之间通过小条PCB焊接连接,元件之间按照高度穿插布局,充分利用内部空间。

 

通过对PCBA模块的观察发现,魅蓝这款140W氮化镓充电器采用PFC+LLC+SR+DC-DC电源架构设计,使用MPS PFC+LLC二合一控制器同步整流,固定电压输出。输出通过三路独立的同步降压电路,实现各个接口的独立快充。下面我们就从输入端开始了解整个充电器的设计和用料。

 

 

输入整流滤波小板一览,左侧为输入端,焊接保险丝,压敏电阻,安规X2电容,共模电感,薄膜滤波电容,磁环滤波电感。右侧焊接PFC升压电感,上方焊接薄膜滤波电容和高压电解电容。右侧焊接两颗固态电容用于输出滤波。

 

 

小板背面一览,右侧焊接两颗整流桥,下方焊接一颗同步降压芯片,中间焊接PFC开关管,PFC整流管,下方焊接贴片Y电容和反馈光耦,左侧焊接两颗同步整流管。

 

 

输入端保险丝来自贝特电子,出料号936,规格为5A 250V。

 

 

TVR10471压敏电阻用于输入浪涌保护。

 

 

安规X2电容来自东莞成希,规格为0.33μF。

 

 

共模电感采用漆包线绕制,外套热缩管绝缘。

 

 

PCBA模块背面焊接两颗整流桥,来自智威半导体,丝印R8M,半桥连接均摊发热。

 

 

薄膜滤波电容规格为0.82μF 450V。

 

 

滤波电感采用磁环绕制,外套热缩管绝缘。

 

 

另一颗薄膜滤波电容规格相同。

 

 

在上方的小板上焊接LLC谐振电感,谐振电容和LLC变压器,变压器上方焊接为主控芯片供电的滤波电容,下方焊接两颗滤波电容。

 

 

小板背面焊接PFC+LLC二合一控制器,氮化镓开关管和贴片Y电容。

 

 

电源主控芯片采用MPS HR1211,是一颗多模式PFC和电流模式LLC二合一控制器,将传统芯片方案需要2-3颗芯片才能实现的功能集成在一颗芯片内部,PFC控制器支持CCM和DCM工作模式。

 

HR1211采用数字控制内核,支持高压启动和智能X电容放电,PFC级支持最高250KHz工作频率,LLC级内置600V半桥驱动器,内部集成自举二极管,工作频率高达500KHz,支持丰富的保护功能。

 

 

为主控芯片供电的滤波电容外套黄色胶套绝缘,电容来自鑫富晶电子。

 

 

电容规格为220μF35V。

 

 

PFC开关管来自英诺赛科,型号为INN650D150A,是一颗耐压650V的氮化镓高压单管,瞬态耐压750V,导阻150mΩ,采用DFN8*8封装。INN650D150A支持超高开关频率,无反向恢复电荷,具有极低的栅极电荷和输出电荷,符合JEDEC标准的工业应用要求,内置ESD保护,符合RoHS、无铅、欧盟REACH法规。

 

 

INN650D150A支持AC-DC,DC-DC转换器应用,支持图腾柱PFC应用,支持电池快充,高功率密度和高能效转换应用。

 

充电头网拆解了解到,英诺赛科氮化镓芯片目前已被三星,OPPO,VIVO,联想,雅迪,LG,华硕,安克,努比亚,倍思,绿联,闪极等多家知名品牌和厂商所采用,出货量突破4亿颗。

 

 

50mΩ电阻用于检测PFC开关管电流。

 

 

PFC升压电感严密包裹胶带绝缘。

 

 

PFC升压开关管来自亿源半导体,型号为CDM0D04065N6,是一颗耐压650V的碳化硅二极管,采用DFN5*6封装。

 

 

RS2M二极管用于PFC旁路,在接通电源时为高压电容充电。

 

 

薄膜滤波电容规格为0.33μF 450V。

 

 

高压滤波电容来自永铭,KCX系列快充专用电容。规格为18μF550V。

 

 

另外两颗电容规格相同,滤波电容总容量为72μF。

 

 

两颗LLC开关管来自英诺赛科,型号为INN650DA260A,这是一颗高性价比、耐压650V的氮化镓高压单管,瞬态耐压750V,得益于工艺改进,性能有明显的提升,适用于65-120W的反激架构,120-200W的LLC架构。

 

INN650DA260A支持超高开关频率,无反向恢复电荷,具有极低的栅极电荷和输出电荷,符合JEDEC标准的工业应用要求,内置ESD保护,符合RoHS、无铅、欧盟REACH法规,采用DFN5*6封装。

 

 

英诺赛科 INN650DA260A 资料信息。

 

 

谐振电感特写,采用胶带缠绕绝缘。

 

 

谐振电容规格为0.015μF630V。

 

 

变压器磁芯采用胶带严密缠绕绝缘。

 

 

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,还应用于海陆通、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。

 

 

另一颗贴片Y电容料号为TMY1471K。

 

 

HK1018光耦用于输出电压反馈。

 

 

同步整流控制器来自MPS,型号MP6924A,是一颗LLC同步整流控制器,具有更强的抗干扰度和快速关断功能,兼容CCM/DCM模式。MP6924A内部集成了两个同步整流控制器,分别用于LLC两个次级线圈输出的整流应用,适用于LLC转换器同步整流应用。

 

 

同步整流管来自恒泰柯,型号HGN046NE6AL,NMOS,耐压60V,导阻3.8mΩ,采用DFN5*6封装,两颗用于LLC整流。

 

 

输出滤波电容来自云星,规格为680μF35V。

 

 

降压小板正面焊接降压电感和滤波电容,还焊接两个USB-C母座。

 

 

小板背面焊接协议芯片和两颗同步降压转换器

 

 

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。

 

 

降压电路采用芯潭微NDP1460QB,是一颗38V输入电压,6A连续输出电流的同步降压转换器,内置14mΩ同步降压管,支持双路恒压恒流控制,内置补偿元件,采用散热增强的QFN5*5封装。

 

 

另一路同样采用芯潭微NDP1460QB。

 

 

磁环降压电感和输出滤波电容特写。

 

 

丝印3016M的VBUS开关管用于输出直通控制。

 

 

另一路同样采用丝印3016M的VBUS开关管。

 

 

此外还使用丝印3016M的VBUS开关管。

 

 

另一颗丝印3016M的VBUS开关管。

 

 

一颗MOS管来自威兆半导体,型号VS4620GEMC,是一颗耐压40V的NMOS,导阻6.4mΩ,采用PDFN3333封装。

 

 

威兆半导体 VS4620GEMC 资料信息。

 

 

另一颗MOS管型号相同。

 

 

小板还焊接一颗电解电容,规格为33μF50V。

 

 

USB-C母座采用过孔焊接,焊接在垂直小板上。

 

 

USB-A口降压芯片采用英集芯IP6525S,是一颗集成同步开关的降压转换器,支持多种快充协议,支持车载充电器,快充适配器和排插应用。芯片内置功率管,支持32V电压输入,支持22.5W快充输出。

 

 

英集芯 IP6525S 详细资料。

 

 

降压电感外套热缩管绝缘。

 

 

输出滤波电容来自云星,规格为100μF16V。

 

 

USB-A接口小板背面焊接稳压管

 

 

USB-A母座采用过孔焊接固定。

 

全部拆解一览,来张全家福。

充电头网拆解总结

魅蓝这款氮化镓充电器采用白色机身,并配有折叠插脚,时尚便携。充电器具备2C1A接口,USB-C接口均支持140W快充,USB-A口支持18W快充,两个C口同时使用时支持65+65W功率分配,满足两台笔记本电脑的同时充电需求,USB-A口也可满足传统老式设备的充电需求,总体来说相当实用。

充电头网通过拆解了解到,这款充电器的PCBA模块包裹铝片散热,PCBA模块采用多块PCB焊接组合而成。充电器内部采用MPS高集成二合一电源芯片HR1211,PFC升压开关管采用英诺赛科INN650D150A,PFC整流管采用亿源CDM0D04065N6,LLC开关管采用英诺赛科INN650DA260A。

降压电路采用英集芯IP2738协议芯片搭配两路芯潭微NDP1460QB用于USB-C接口输出,USB-A接口采用英集芯IP6525S降压芯片。内部高压滤波电容来自永铭,输出滤波固态电容来自云星。PCBA模块元件通过导热垫接触到包裹的铝片散热,满足长时间满功率输出需求。

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