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拆解报告:图拉斯30W氮化镓小冰块充电器

2022/09/19
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随着氮化镓快充技术的普及,小体积高功率密度的氮化镓充电器逐渐成为主流,但是很多用户也普遍反映氮化镓快充存在充电发热厉害等问题,害怕因此损伤设备,并期待厂商通过技术迭代解决或加以改善。 

图拉斯针对这一行业痛点,推出了一款30W氮化镓小冰块充电器。该新品基于图拉斯自研Tora-Ice降温系统设计,通过提高转换效率减少发热、全新的内部设计提高散热能力、增加充电安全性和稳定性,从而实现小体积低温快充,提升用户使用体验。充电头网下面就对这款充电器进行拆解,看看内部设计如何。

此前充电头网还拆解过图拉斯迷你30W氮化镓充电器、图拉斯迷你20W PD快充充电器、图拉斯65W 2C1A多口快充桌面插座等产品,欢迎查阅。

图拉斯30W小冰块快充开箱

 包装盒橙红色配色,正面印有产品名称——图拉斯小冰块充电器。 

 侧面印有TORRAS品牌和logo。 

 另一侧印有迷你小体积、快充不用等、安全更健康三大卖点。 

 背面印有产品尺寸、重量等信息。 

 包装内含充电器以及使用说明书。 

 充电器采用图拉斯专利外观设计,双色注塑创新外壳,一体化无切线,整体“晶莹剔透”,这也是产品小冰块充电器另一大命名原因。 

 此外图拉斯还将独家研发低温胶料用于冰感外壳上,提升产品散热性能。 

 充电器配备固定式国标插脚。 

 输入端外壳上印有充电器参数型号:CDRA37输入:100-240V~50/60Hz 0.8A输出:5V3A、9V3A、15V2A、20V1.5A最大输出功率:30W制造商:深圳市图拉斯科技有限公司产品已通过CCC认证,以及VI级能效认证。 

 充电器顶面配有单USB-C接口。 

 中心区域还有图拉斯品牌logo。 

 测得充电器机身高度为32.58mm。 

 宽度为32.76mm。 

 厚度为33.42mm。 

 和苹果20W充电器对比,体积优势明显。 

 充电器净重约为49g。 

 使用ChargerLAB POWER-Z KM002C测得USB-C口支持Apple 2.4A、QC3.0、AFC、FCP、SCP、PD3.0充电协议。 

 并且还具备5V3A、9V3A、15V2A、20V1.5A四组固定电压档位。 

图拉斯30W小冰块快充拆解

 看完了图拉斯小冰块30W充电器的开箱,尺寸和测试,下面就对充电器进行拆解,看看内部的结构和设计。 

 首先从充电器输入端撬开外壳,交流输入采用弹片压接供电。 

 取出充电器内部PCBA模块,模块采用两块黑色PCBA焊接组合而成。 

 模块元器件间的缝隙填充硅脂,变压器粘贴石墨导热贴,加上ABC散热结构设计,让散热速度加倍。此外变压器次级输出线排列整齐,做工十分讲究。 

 在电源主控芯片上粘贴一片导热垫用于散热,导热垫贴有黄色高温胶带绝缘。 

 高压滤波电容对应折叠插脚的位置粘贴麦拉片绝缘。 

 使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为27.21mm。 

 PCBA模块宽度约为26.82mm。 

 PCBA模块高度约为25.95mm。 

 撕下变压器粘贴的石墨导热贴和导热垫,进行下一步拆解。 

 交流输入端焊接保险丝NTC热敏电阻共模电感。 

 侧面变压器磁芯与输出滤波电容之间采用塑料支架绝缘。 

 一体化塑料支架采用胶水与变压器固定。 

 塑料支架延伸到USB-C母座上方,将初次级完全隔离。 

 将充电器内部模块拆分开,分别为开关电源部分和协议输出部分两块小板。 

 输入端延时保险丝来自贝特电子,规格为3.15A 250V。 

 NTC热敏电阻用于抑制上电浪涌电流,外套热缩管绝缘。 

 共模电感采用红色绝缘线和漆包线绕制,内部打胶固定。 

 在垂直的小板上焊接整流桥,变压器以及电解电容等元件。 

 整流桥丝印RDBF310,规格3A1000V。 

 两颗高压滤波电容来自永铭,规格为22μF400V,两颗容量相同。 

 差模电感焊接在两颗电容之间,采用热缩管包裹绝缘。 

 在充电器底部的小板上焊接初级主控芯片,另外一面焊接协议芯片等元件。 

 充电器主控芯片采用PI INN3378C,其采用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。 

 变压器采用ATQ18磁芯,磁芯采用胶带严密缠绕绝缘。 

 底部小板焊接协议芯片,输出VBUS开关管,贴片Y电容和同步整流管,还焊接USB-C母座和滤波固态电容。 

 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TMY1471K。 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。 

 特锐祥贴片Y电容资料信息。 

 同步整流MOS管来自威兆半导体,VSP004N10MS-G,耐压100V,导阻3.8mΩ,采用DFN5*6封装。 

 威兆 VSP004N10MS-G 详细资料。 

 两颗输出滤波电容来自永铭,为NPT系列固态电容,规格为330μF 25V,两颗并联用于输出滤波。 

 USB-C接口协议芯片采用英集芯IP2723T,该芯片已通过USB IF协会PD3.0 PPS认证,TID:3135,是一款集成多种协议、用于USB输出端口的快充协议IC。支持多种快充协议,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可为适配器、车充等单向输出应用提供完整的TYPE-C解决方案。此外IP2723T具备高集成度与丰富功能,在应用时仅需极少的外围器件,有效减小整体方案的尺寸,降低BOM成本。 

 英集芯IP2723T资料信息。 

 输出VBUS开关管来自威兆半导体,型号VS3618BE,是一颗耐压30V的NMOS管,导阻5.2mΩ,采用PDFN3333封装。 

 威兆 VS3618BE 资料信息。 

 USB-C母座采用过孔焊接固定,橙色胶芯不露铜。 

 全部拆解一览,来张全家福。 

充电头网拆解总结

 图拉斯小冰块30W氮化镓充电器体积小巧,外观圆润,半透明的双层外观设计,也为充电器增添了更多卖点。充电器支持20V输出,能够为笔记本和苹果大杯手机快充充电,减少充电等待时间,小体积的设计更加便于携带。 

充电器基于图拉斯自研Tora-Ice降温系统设计,充电头网通过拆解了解到,其内部使用了石墨烯贴纸、硅脂等散热材料,加上ABC散热结构设计,并将整流桥与电源芯片分别焊接在不同的小板上,让散热速度加倍。冰感外壳上采用低温胶料,进一笔提升散热效果,让充电器实现低温充电。 

充电器内置PI高集成氮化镓主控芯片INN3378C,降额使用温升更低。协议芯片采用英集芯IP2723T,已通过协会认证,兼容性好。同步整流管和VBUS开关管均来自威兆半导体,整体的设计和用料都很不错。

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