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拆解报告:安克65W 2C1A全氮化镓快充插座

09/27 14:45 作者:充电头网
阅读需 18 分钟
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安克最新推出了一系列全氮化镓快充产品,充电头网本次拆解的是一款GaNPrime系列 65W全氮化镓快充插座。全氮化镓技术在原边使用氮化镓的同时,副边同步整流也使用氮化镓,利用氮化镓的性能优势,进一步挖掘充电器的性能潜力。

这款快充插座具备两个新国标五孔AC插座,满足大功率设备使用。并具备2C1A三个输出接口,两个USB-C接口支持65W快充输出,并支持功率盲插。自带的线缆可以通过外壳覆盖的橡胶进行收纳,方便又美观。下面就带来这款全氮化镓插座的拆解,看看内部做工如何。

此前充电头网还拆解过安克全氮化镓120W充电器、安克140W USB PD3.1氮化镓充电器、安克67W 2C2A氮化镓桌面插座,安克65W 2C1A全氮化镓充电器、安克65W 2C1A二合一氮化镓超极充等系列新品,欢迎查阅。

安克65W全氮化镓快充插座开箱

 

 
包装盒正面印有品牌、产品名称、外观以及三大卖点。
 

 
背面印有产品应用场景图以及相关卖点描述。
 

 
侧面印有产品参数信息。
 

 
包装内含插座、用户手册以及保修卡。
 

 
安克这款快充插座通体白色机身圆润,自带电源线看上去似乎“很短”,实则设计暗藏玄机,下面再细说。插头可插在机身的插孔里,整体便显得十分整洁小巧,让插座外带远行不再是想象。
 

 
将插头拔出,可见机身顶面设有3+2新国标插孔以及2C1A三个USB接口。
 

 
接口胶芯均为蓝色,边缘设有银色装饰环。
 

 
插座另一面也设有一个3+2新国标插孔,内置安全门防止异物进入,保证用电安全。
 

 
产品最大特点是插座侧身内凹,同时还设有连体胶套,实现了电源线的收纳整理以及保持整体整洁美观。
 

 
需要使用时将胶套外翻取出电源线即可,也很方便。
 

 
侧身外壳上印有产品参数
型号:A9125
技术参数:2500W MAX 10A MAX 250V~
USB输入:100-240V~50/60Hz 2A MAX
单口输出:
USB-A:5V2.4A
USB-C1/C2:5V3A、9V3A、15V3A、20V3.25A
双口输出:
USB-C1+USB-C2:45W+18W
USB-C1/C2+USB-A:45W+12W
三口输出:
USB-C1+USB-C2+USB-A:30W+20W+12W
安克创新股份有限公司
产品已经通过了CCC认证。
 

 
测得插座机身长度为115.07mm。
 

 
宽度为58.01mm。
 

 
厚度为47.17mm。
 

 
电源线长度约为89cm。
 

 
拿在手上的大小直观感受。
 

 
插座净重约为331g。
 

 
使用ChargerLAB POWER-Z KM002C测得USB-C1口支持QC3.0、PD3.0、PPS、Apple 2.4A、Samsung 5V2A充电协议。
 

 
并且具备5V3A、9V3A、15V3A、20V3.25A四组固定电压档位,以及3.3-16V3A一组PPS电压档位。
 

 
测得C2口兼容协议和C1口的相同。
 

 
PDO报文也完全一样,两个C口支持功率盲插。
 

 
测得USB-A口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A充电协议。

 

安克65W全氮化镓快充插座拆解

看完了安克这款全氮化镓快充插座的外观和接口,以及输出协议的测试,下面就来拆解这款插座,一起来看看里面的设计和用料。
 

 
首先撬下插座面板,在面板下面是固定外壳的螺丝。
 

 
外壳通过两根螺丝固定。
 

 
拧下固定螺丝,拆下外壳,内部是插座模块和快充电源模块
 

 
电源输入线通过金属线卡和螺丝固定。
 

 
拧开固定螺丝,取出插座模块和快充电源模块。插座模块有独立的塑料外壳绝缘,成为一个整体。
 

 
壳体内部对应快充模块的位置粘贴泡棉进行缓冲。
 

 
插座模块和快充模块一览,快充模块采用灌封工艺,与黄铜散热片之间采用麦拉片绝缘。
 

 
散热片焊接在快充电源模块上固定。
 

 
快充电源模块通过导线连接到插座模块供电。
 

 
插座模块为整体结构,两面都有安全门防止异物插入。
 

 
下面进入快充电源模块的拆解,首先焊接取下散热片。
 

 
快充电源模块整体采用导热胶灌封,一方面可以加强导热,均匀散热降低温升,另外一方面可以固定元器件位置,有效避免不慎跌落造成的损坏。
 

 
清理掉快充电源模块表面的封胶,PCBA模块由多块小板焊接组合成为一个整体。结构紧凑,空间利用率非常高。在输出滤波电容位置固定有一颗热敏电阻,用于充电器内部温度检测。
 

 
热敏电阻焊接连接到次级小板上。初级和次级为独立的电路板,中间通过塑料支架隔离绝缘。在底部为初级PCB,焊接高压电解电容和变压器,顶部为次级PCB,焊接降压小板和滤波电容等。
 

 
在其中一侧的连接小板上焊接两颗整流桥
 

 
另一侧的连接小板上焊接光耦和贴片Y电容
 

 
PCBA模块顶部一览,焊接两块降压小板,小板上焊接降压电感和USB-C母座,用于降压输出。右下角一颗降压电感用于USB-A口降压输出。
 

 
将小板全部拆分开,PCBA模块由4块PCB组成。其中初级开关电源与次级降压电路为两块独立的PCB,利用两侧的小板焊接连接。在初次级元件之间采用一块塑料支架进行绝缘,确保安全。
 
通过对充电器PCBA模块的观察发现,安克65W全氮化镓快充插座采用反激开关电源搭配同步整流,在次级使用氮化镓同步整流管,实现初次级全氮化镓设计。输出使用两路独立的同步降压电路,实现双C口65W功率盲插,及多口功率自动分配功能。下面我们就从输入端开始了解整个充电器的设计与用料。
 

 
输入端小板正面焊接两颗整流桥,导线焊接连接。
 

 
背面焊接保险丝,安规X2电容和共模电感
 

 
输入端延时保险丝规格为3.15A 250V,外套热缩管绝缘保护。
 

 
安规X2电容来自DGCX东莞成希,规格为0.15μF。
 

 
共模电感采用漆包线和绝缘线绕制在灰色磁环上,两颗二极管用于高压启动和X电容放电功能。
 

 
两颗整流桥来自平伟,型号TMBF310,规格为3A 1000V,使用两颗半桥连接均摊发热,用于将交流电整流成脉动直流电。
 

 
小板连接到底部的初级开关电源部分供电,小板上焊接滤波电容和差模电感已经拆掉。
 

 
小板背面焊接一颗南芯的氮化镓合封芯片,可以看出电路非常简洁。
 

 
高压滤波电容来自永铭,其中三颗规格为33μF400V。
 

 
另一颗规格为22μF400V,滤波电容总容量为121μF。
 

 
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采用南芯科技合封氮化镓芯片SC3057,这颗芯片将高性能多模式反激控制器、氮化镓驱动、氮化镓开关管、供电和保护等电路集成在一颗散热增强的QFN6*8封装内部。通过合封来简化外部元件数量,并消除传统驱动走线寄生参数对高频开关的影响。
 

 
南芯科技SC3057采用了功率走线和控制走线分开的设计,降低高频开关对控制回路的影响,并通过优化的焊盘设计,优化充电器走线设计与电气性能,简化设计开发。SC3057内置165mΩ氮化镓开关管,支持175KHz开关频率,并支持X电容放电。
 
充电头网拆解了解到,采用南芯科技SC3057的还有倍思67W 1A1C氮化镓充电器华科生65W 2C1A氮化镓充电器等产品。
 

 
为南芯SC3057合封氮化镓芯片供电的滤波电容,来自AiSHi艾华,规格为50V10μF。
 

 
变压器磁芯严密缠绕胶带绝缘,并贴有信息标签。
 

 
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TMY1681M。
 
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
 

 
光耦也焊接在垂直小板上,用于输出电压反馈。
 

 
小板背面没有焊接元件。
 

 
输出小板上焊接两块小板,用于USB-C接口输出,同时焊接USB-A口的降压电感,氮化镓同步整流管,MCU和热敏电阻及滤波电容等。
 

 
小板背面焊接降压转换器,同步整流控制器,过流保护芯片以及电流取样电阻和滤波电容等元件。
 

 
同步整流控制器来自南芯科技,型号SC3520,支持直驱氮化镓同步整流管。SC3520是一颗自适应开通检测和快速关断同步整流控制器,无需辅助线圈供电,输出电压最低可低至0V,专利的自适应开通检测电路避免同步整流管误开通,兼容包括氮化镓在内的多种MOS。
 

 
SC3520支持DCM,CCM和准谐振模式,具有极低的静态电流,支持多种工作模式,支持高侧和低侧同步整流,采用SOT23-6封装,外围元件非常精简。
 

 
氮化镓同步整流管来自英诺赛科,型号INN150LA070A,是一颗耐压150V,导阻7mΩ的增强型氮化镓单管,具有非常低的栅极电荷和超低的导通阻抗,可有效减小驱动损耗和导通损耗,加之其超小的封装,适合应用于AC-DC的同步整流,D类功放,高频DC-DC转换器,通信基站和马达驱动。
 

 
INN150LA070A采用倒装FCLGA3.2*2.2封装,die与焊盘具有更大的接触面积,更低的热阻,有效降低温升,显著提升散热性能。
 

 
两颗输出滤波电容来自永铭,为NPT系列固态电容,规格均为560μF 25V,两颗并联用于输出滤波。
 

 
两路降压小板用料与布局相同,其中一面焊接降压开关管,USB-C母座和输出滤波电容,滤波电容缠绕胶带绝缘。
 

 
降压小板另外一面焊接降压电感和一颗充电芯片。
 

 
降压小板上焊接智融SW3536,用于降压输出。SW3536是一款高集成度的多快充协议双口充电芯片,支持USB-A+USB-C双口快充输出,支持双口独立限流。内部集成了7A高效率同步降压变换器,支持PPS/PD/QC/AFC/FCP/SCP/PE/SFCP/TFCP等多种快充协议,最大支持140W输出功率。
 

 
SW3536集成CC/CV模式,双口管理逻辑以及双芯片动态功率分配,外围元件精简,是一颗完整的高性能多快充协议双口充电解决方案。SW3536支持36V输入电压,满足12-24V输入车充应用,适用于快充适配器,插排以及车充应用。
 
值得一提的是,前不久拆解的安克全氮化镓120W充电器也采用了智融SW3536多口充电解决方案
 

 
两颗降压开关管来自AOS万代,型号AON7544,为NMOS,耐压30V,导阻为4.1mΩ,采用DFN3*3封装。
 

 
降压电感采用多线并绕,外包热缩管绝缘。
 

 
输出滤波电容缠绕高温胶带绝缘,来自永铭,NPT系列固态电容,规格为220μF 25V。
 

 
输出VBUS开关管与降压开关管型号相同,均为AON7544。
 

 
一颗Y电容连接在两个USB-C母座的外壳之间。
 

 
USB-C母座采用过孔焊接固定,安克标志蓝色胶芯。
 

 
对应USB-A接口5V输出的降压转换器采用拓尔微TMI2283QE,是一颗内置开关管的同步降压转换器,支持30V供电电压,输出电流可达3.5A,工作频率可调,内部集成软启动和过热关闭,适用于车充,适配器,移动电源等应用。
 

 
拓尔微 TMI2283QE 详细资料。
 

 
220μF 25V固态电容用于输入滤波。
 

 
降压电感外套热缩管包裹。
 

 
输出滤波电容规格为220μF 10V。
 

 
USB-A口的自动识别和限流二合一芯片来自赛微微电,型号为CW3047,用于USB-A口充电的自动识别和短路保护功能。
 

 
USB-A口垂直焊接,采用蓝色胶芯。
 

 
用于充电器内部温度检测及保护控制功能的单片机,来自东软载波,型号ES8P5066FJNK,是一颗M0内核的32位高性能低功耗单片机,采用QFN32封装,内置ADC,连接NTC热敏电阻用于温度检测,同时还用于控制功率自动分配功能。
 

 

全部拆解完毕,来张全家福。

充电头网拆解总结

安克推出的这款全氮化镓快充插座采用软胶的外壳设计,电线收纳十分方便,并且非常美观。插座配有两个新国标五孔AC插座,同时拥有安全门,能防止异物插入,确保安全。并具备2C1A三个输出接口,两个USB-C接口支持65W快充输出,并支持功率盲插,满足笔记本和手机充电需求。

充电头网通过拆解了解到,安克全氮化镓快充插座采用快充电源模块与插座模块独立的设计,快充电源模块为多块PCB焊接组成,并灌胶填充,提升强度和散热效果。电源采用了南芯的氮化镓快充方案,内置SC3057合封氮化镓芯片和SC3520同步整流控制器,氮化镓同步整流管来自英诺赛科,型号INN150LA070A,组成固定电压输出的开关电源。

输出采用两颗智融科技SW3536进行降压和协议控制,两路USB-C降压电路焊接在独立的小板上,打胶加固并加强散热。内部采用东软载波单片机进行整机保护功能,高压滤波电解电容和输出固态电容均来自永铭。内部采用模块化设计,模块做工细致,品质可靠。

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