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充电器拆解报告:贝尔金112W 3C1A四口氮化镓充电器

1小时前
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本期为大家带来的是贝尔金一款112W氮化镓快充充电器拆解,这款产品采用3C1A四口配置,支持最高112W的总输出功率,能够同时为多台设备快速充电,满足现代用户日益增长的多设备充电需求。

三个USB-C接口均支持100W快充输出,并兼容PPS协议,适配主流笔记本电脑、平板和手机的快充需求。USB-A接口则提供12W输出,适合为耳机、手表等小电流设备充电。充电器支持多种功率分配策略,用户可根据实际需求灵活搭配,真正做到“一头多用,出行无忧”。

充电头网将对这款贝尔金112W氮化镓充电器进行详细拆解,带大家一探其内部结构、用料与设计思路。

此前充电头网还拆解过贝尔金200W四USB-C口氮化镓桌面充电器、贝尔金140W 3C1A氮化镓快充充电器、贝尔金蜘蛛侠限定款45W氮化镓充电器、贝尔金100W 2C1A氮化镓快充充电器、贝尔金67W双USB-C氮化镓充电器等产品,欢迎查阅。

贝尔金112W氮化镓充电器开箱

包装盒正面印有Belkin品牌、产品名称、外观以及卖点。

背面印有产品特点描述。

包装内含充电器、使用说明书等。

贝尔金112W氮化镓充电器采用再生塑料材质白色外壳,机身表面磨砂工艺处理抗指纹,整体设计风格简约。

机身两端做了独特收缩设计,正面印有Belkin品牌。

输入端外壳上印有产品参数信息。

产品参数特写

型号:WCH017yz

输入:100-240V~50/60Hz 2A

单口输出:

USB-C1/C2/C3:(PD 3.1) 5V3A、9VЗA、15V3A、20V5A

(PPS)5-21V4.75A 100W Max

USB-A:5V2.4A

双口输出:

C1+C2/C3:70W+30W

C2+C3:70W+30W

C1/C2/C3+USB-A:100W+12W

三口输出:

C1+C2+C3:60W+20W+20W

C1+C2/C3+USB-A:70W+30W+12W

C2+C3+USB-A:70W+30W+12W

总输出:

C1+C2+C3+A=60W+20W+20W+12W(112W Max)

充电器通过了CCC认证以及VI级能效认证。

充电器配备可折叠国标插脚。

输出端配备3C1A四个USB接口,可满足苹果全家桶同时充电需求。

四个接口旁均印有单口和多口组合输出下的功率参数,直观明了。

实测贝尔金112W氮化镓充电器机身长度为66.42mm。

宽度为65.76mm。

厚度为33.27mm。

和苹果96W充电器放在一起对比,体积优势明显。

产品拿在手上的大小直观感受。

另外测得充电器重量约为228g。

使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得USB-C1口支持PD3.0、PPS、QC5、DCP充电协议。

PDO报文显示USB-C1口具备5V3A、9V3A、15V3A、20V5A四组固定电压档位,以及5-21V5A一组PPS电压档位。

测得USB-C2口兼容协议和USB-C1口的相同。

此外PDO报文也一样。

测得USB-C3口兼容协议也与USB-C1口的相同。

此外PDO报文也相同,即三个USB-C口支持单口功率盲插使用。

最后测得USB-A口支持Apple 2.4A充电协议。

贝尔金112W氮化镓充电器拆解

将充电器输入端外壳拆开,内部大量填充蓝、白胶用于辅助加固和散热。

PCBA模块取出,壳体内侧贴有绝缘散热贴帮助散热。

测得PCBA模块长度为63.08mm。

宽度为57.56mm。

厚度为27.91mm。

PCBA模块上还覆盖麦拉片和一体铜片,并缠绕胶带固定。

拆掉散热片,可以看到PCBA模块上大量填充蓝色导热凝胶,同时输出端小板背面还设有导热垫。

将蓝、白胶清理掉,模块中轴线处以及输出端均焊接有小板,两颗变压器均使用耐高温绝缘胶带包裹,同时与小板间均设有麦拉片进行隔离。

主板背面设有PFC升压电路以及两路开关电源电路的核心控制器以及功率器件,此外还有光耦、贴片Y电容等。

PCBA模块前端一览,右侧区域设有保险丝共模电感、安规X2电容等器件,中心区域焊接整流滤波小板,左侧设有PFC升压电感,薄膜滤波电容和PFC升压电感间还做了隔离绝缘处理。

将小板拆下,板子正面设有NCT热敏电阻整流桥、薄膜滤波电容、滤波电感以及高压滤波电解电容

小板背面设有另一颗整流桥。

保险丝外套热缩管绝缘保护。

共模电感特写,用于滤除EMI干扰。

另一颗共模电感特写。

安规X2电容来自WQC威庆电子,容量0.68uF。

滤波电感外套热缩管绝缘保护。

NTC热敏电阻用于抑制上电浪涌电流,外套热缩管绝缘保护。

R8M428整流桥特写。

另一颗整流桥特写。

两颗CBB21薄膜滤波电容也是来自威庆电子。

薄膜电容规格为0.68μF450V。

滤波电感特写。

PFC控制器来自安森美,丝印UPD,实际型号为NCP1623,其基于创新的 Valley 同步频率折返(VSFF)方法。VSFF 可在标称负载和轻负载条件下最大限度地提高效率,在重载时运行在临界模式,轻载运行在断续导通模式,并支持谷底开通以提高效率。

NCP1623支持临界模式、断续导通模式运行,谷同步频率折返可在标称负载和轻负载下提升效率,并且可在低开关频率下获得良好的功率因数

PFC开关管来自纳微,型号NV6136C,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。NV6136C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。

PFC升压电感特写。

PFC整流管来自森国科,型号KS06065D,为碳化硅肖特基二极管,规格为650V 6A,采用PDFN5*6封装。

高压滤波电解电容来自Sancon三鑫,规格均为420V47μF。

另一颗料号相同。

模块一侧设有三个USB-C口开关电源的变压器、同步整流控制器、同步整流管以及输出滤波固态电容

开关电源主控芯片采用纳微GaNSense Control合封氮化镓芯片NV9580,其内置170mΩ氮化镓开关管和高频QR控制器,具备无损电流检测,高集成度,高转化效率,可实现小体积化的快充设计。支持CCM/QR/DCM控制模式,集成了逐周期限流,AOCP,OTP和LPS等保护功能,超低待机功耗仅为20mW。

NV9580采用QFN5x6封装,最高开关频率为225kHz,助力工程师灵活设计、优化变压器尺寸及 EMI 性能。NV9580无需额外的钳位电路即可实现宽 VDD范围供电,有助于节省BOM成本,缩小PCB尺寸。

变压器特写。

CT 1019光耦特写,用于输出电压反馈。

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和服务器电源这类高密度电源产品中。料号为TMY1102M。

充电头网了解到,特锐祥贴片Y电容除了被、、、、、等数十款大功率充电器使用外,也可应用于、、等品牌20W迷你快充上,。

另一颗贴片Y电容料号为TMY1101K。

同步整流控制器丝印02819。

同步整流管来自瑶芯微,型号AKG10N038GL,NMOS,耐压100V,导阻3.8mΩ,采用PDFN5*6封装。

两颗输出滤波固态电容规格为25V680μF。

另一侧设有USB-A口开关电源的变压器、初级开关管、光耦、输出滤波固态电容等器件。

另一路开关电源的初级控制器丝印9JEW。

初级开关管来自华润微,型号CS7N65A3R,NMOS,耐压650V,导阻1.2Ω,采用TO251封装。

变压器特写。

CT 1019光耦特写,用于输出电压反馈。

蓝色Y电容来自东莞成希电子。

用于USB-A接口5V输出的同步整流芯片来自硅动力,型号SP6574AF。

两颗输出滤波固态电容来自钰邦,规格均为6.3V470μF。

输出端四个USB接口母座均焊接在小板上。

将小板拆下,板子正面设有三个USB-C接口对应的二次降压电路的降压电感、滤波固态电容以及VBUS开关管。

背面设有三路二次降压电路的降压协议芯片以及同步降压开关管,此外还有一颗热敏电阻。

热敏电阻特写。

USB-C1口的降压协议芯片采用智融科技SW3561H,这是一颗支持双USB-C口输出的降压SoC芯片,芯片内部集成高效率同步降压控制器,支持20V5A功率输出,并支持USB PD3.1 SPR。芯片内部集成ARM Cortex-M0内核,集成Type-C逻辑,支持PD3.1/QC/SCP/UFCS融合快充等快充协议,支持快充协议定制。

智融SW3561H支持双USB-C口通路控制,支持线损补偿,搭配两颗同步降压开关管和对应接口的VBUS开关管即可实现双口降压输出。芯片内置的降压转换器默认工作频率为180KHz,支持定制工作频率,支持100W功率输出,满足小体积设计。芯片集成过热保护,输入输出过压/欠压保护,输出过流保护以及数据引脚过压保护等完善的保护机制,采用QFN-32封装。

智融科技SW3561H资料信息。

外挂两颗同步降压开关管采用智融科技SWT40N45,采用PDFN3030封装。

USB-C2口降压输出采用智融科技SW3556,这款芯片支持双USB-C接口降压控制,内部集成多种快充协议,支持7A大电流输出,并支持双口功率盲插和独立限流。SW3556支持驱动低压氮化镓开关管,可进一步提升降压电路效率,减小充电器的体积与散热要求。

智融SW3556为同步整流降压拓扑,支持40V输入,内置同步整流降压控制器,搭配使用硅MOS或氮化镓开关管、电感电容等简单的外围器件,即可实现140W大功率输出。内置的降压控制器开关频率为125KHz,支持PFM/PWM模式运行以优化转换效率。

此外,智融SW3556支持引脚外接电阻来配置输出功率以及动态功率分配,在开发多口快充电源产品时无需外置单片机,以此实现更精简的外围并降低成本。适用于车载充电器、多口充电器、插排等产品领域。

外挂的两颗同步降压开关管也是采用智融科技SWT40N45。

USB-C3口的降压协议芯片也是采用智融科技SW3556。

外挂的两颗同步降压开关管也是采用智融科技SWT40N45。

两颗降压电感特写。

第三颗降压电感特写。

三路二次降压电路的输出滤波固态电容规格均为25V220μF,料号完全一样。

USB-C1口的VBUS开关管来自泰德,型号TDM3478,NMOS,耐压30V,导阻5mΩ,采用PPAK-3*3-8封装。

USB-C2口输出VBUS开关管也是采用泰德TDM3478。

USB-C3口输出VBUS开关管也是采用泰德TDM3478。

全部拆解一览,来张全家福。

充电头网拆解总结

最后附上贝尔金112W氮化镓充电器的核心器件清单,方便大家查阅。

贝尔金112W氮化镓充电器在外观上延续了品牌一贯的简约设计风格,采用再生塑料外壳,磨砂工艺处理,手感细腻且抗指纹。机身配备可折叠插脚,便于收纳携带。输出端配备3C1A四个接口,接口旁清晰标注功率分配信息,用户体验友好。

性能方面,三个USB-C口均支持100W快充,兼容PD3.0、PPS、QC5等主流协议,支持多口动态功率分配,最高总输出112W,能够同时为笔记本电脑、平板、手机等多种设备高效充电,满足差旅及日常使用场景下的多样化需求。

充电头网通过拆解了解到,充电器内部结构紧凑,PCBA模块采用多块小板焊接设计,提升空间利用率。散热方面,内部大量填充导热胶、导热垫,并覆盖铜片与麦拉片进行散热与绝缘处理,整体散热设计扎实可靠。

核心方案上,充电器采用安森美NCP1623 PFC控制器搭配纳微NV6136C氮化镓功率芯片以及森国科碳化硅二极管,实现高效稳定的PFC升压。三个USB-C口的开关电源采用纳微NV9580合封氮化镓芯片,输出采用智融SW3561H与SW3556降压协议芯片,支持多种快充协议,并实现智能功率分配。

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