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拆解报告:UOCO. 45W双USB-C氮化镓充电器

10/02 12:06 作者:充电头网
阅读需 17 分钟
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最近充电头网还拿到了UOCO.一款45W的双USB-C口充电器,均支持45W输出,可盲插使用十分方便,双口同时输出时支持功率自动分配,满足两个设备同时快充需求。

这也是一款氮化镓黑科技加持的快充产品,整体小巧便携。下面充电头网就对这款充电器进行拆解,看看内部的用料和做工如何。

值得一提的是,此前充电头网还拆解过UOCO. 40W双USB-C氮化镓充电器、UOCO. 65W 2C1A氮化镓快充充电器,欢迎查阅。

UOCO. 45W充电器外观

 充电器采用PC材质白色外壳,腰身亮面磨砂结合设计,并印有UOCO.品牌。 

 机身一侧印有充电器参数型号:CH45-CC输入:100-240~50/60Hz 1.5AUSB-C1/C2:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V2.25APPS:3.3-11V4.05A、3.3-21V2.25AUSB-C1&C2:C1 27W & C2 20W                       C1 3.3-11V C2 3.3-5.9V PPS总输出:47W Max(20W+20W)5V3A、9V2.22A制造商:东莞市合宜电子有限公充电器已经通过了FCC、CE认证。
东莞市合宜电子有限公司是一家国家高新技术企业,集研发、生产、销售为一体,现有多个3C数码类配件的事业部,专注不同领域的研发与制造。公司已通过ISO 9001:2015国际质量管理体系的认证,产品具有CCC、CE、ROHS、FCC、CB、UKCA、ETL、TUV(GS)等国内外知名认证机构颁发的产品认证证书。 

 充电器配备可折叠美规插脚,携带方便且不会刮伤包里其它设备。 

 输出端配有双USB-C接口以及指示灯环,外壳上印有接口输出参数。 

 测得充电器机身高度为55.12mm。 

 宽度为47.76mm。 

 厚度为29.7mm。 

 和苹果35W充电器对比,机身更长也更窄一些。 

 拿在手上的大小直观感受。 

 充电器净重约为89g。 

 接通电源LED指示灯亮蓝光。 

 使用ChargerLAB POWER-Z KM002C测得USB-C1口支持Apple2.4A、QC3.0、QC4+、AFC、FCP、SCP、PD3.0、PPS快充协议。 

 PDO报文显示C1口还具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V2.25A五组固定电压档位,以及3.3-11V4.05A、3.3-21V2.25A两组PPS电压档位。 

 测得USB-C2口兼容协议和C1口的一样。 

 PDO报文也完全相同,即两个C口单口输出性能一样,支持功率盲插。 

UOCO. 45W充电器拆解

 在对充电器有了基本了解后,下面继续对其进行拆解,看看内部情况。 

 首先沿外壳接缝处拆开充电器外壳,交流输入通过导线焊接连接,充电器内部PCBA模块涂胶导热及加固。 

 充电器内部PCBA模块一览,变压器,电解电容等元件均打胶固定。 

 输出侧焊接一块小板,焊接USB-C母座,降压电感和固态电容,用于降压输出。 

 PCBA背面氮化镓开关管涂胶散热,初次级之间开槽插入麦拉片绝缘。 

 清理掉胶水,观察PCBA模块正反面元件。左上角为输入保险丝及EMI滤波元件,左侧为高压滤波电容差模电感,右侧变压器使用胶带严密缠绕绝缘,右上角一颗小电容用于为主控芯片供电,底部为二次降压电路。 

 背面从左到右焊接主控芯片,氮化镓器件,整流桥。下方焊接反馈光耦,同步整流管,同步整流控制器和贴片Y电容。 通过对充电器的观察发现,这款充电器采用反激开关电源设计,固定电压输出,输出电压通过两路独立的降压电路,由协议芯片控制降压电路,根据负载需求,调节输出电压,并支持功率自动分配。下面我们就从输入端开始了解各个元器件的信息。 

 充电器PCBA模块侧面一览,焊接NTC热敏电阻,保险丝,安规X2电容,共模电感和高压滤波电容。 

 交流输入连接到NTC热敏电阻,用于抑制上电的浪涌电流,NTC热敏电阻丝印3D-7,直径7mm,冷态电阻3Ω。 

 输入端延时保险丝规格为3.15A 250V。 

 安规X2电容来自WEIDY维迪,规格为0.22μF。 

 共模电感采用漆包线和绝缘线绕制。 

 输入端整流桥来自深圳市沃尔德实业有限公司,型号为WRMSB30M,规格3A1000V。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WRMSB30M规格资料。 充电头网拆解了解到,采用沃尔德WRMSB30M的还有即刻65W 2C1A氮化镓快充充电器、摩米士65W 2C1A氮化镓快充充电器、麦多多30W 1A1C快充充电器等产品。 

 高压电解电容来自y.u.g昱光电子,其中两颗规格均为25μF 400V。 

 另一颗规格为33μF 400V。 

 差模电感采用工字磁芯绕制,外套热缩管绝缘。 

 初级主控芯片采用茂睿芯MK2697G,是一颗采用SOT23-6极小封装的高频QR AC-DC PWM控制芯片,Vcc耐压110V,支持9-90V Vcc供电,无需外部稳压电路,减小布板空间,使用更灵活。采用专利驱动技术,支持直驱增强型GaN功率器件,同时优化SR Vds应力,有效提高了产品效率及功率密度。 

 茂睿芯MK2697G具有自适应多模式特性,满足PD快充不同输出电压下的能效要求,200KHz工作频率可以充分利用氮化镓开关管优势,提高效率并减小适配器体积。 茂睿芯MK2697G具有输出过压、过功率、VCC过压、输入过压保护、同步整流管短路保护等保护功能,适用于USB PD充电器和高功率密度电源应用。MK2697系列已交付大量客户量产,如:爱莎瓦特65W 2C1A氮化镓快充充电器。 

 氮化镓功率芯片采用能华CE65E300DNYI,是一颗DFN5*6封装的增强型氮化镓器件,耐压650V,瞬态耐压750V,导阻为300mΩ。相比传统Si MOSFET器件,这颗GaN器件能大大提升系统效率、功率密度,减小系统尺寸及重量,并降低系统成本。相比市场上其他E mode GaN产品,其Vth要高60%,保证了在各种应用场景的驱动可靠性,无需负压关断,PCB Layout也变得更容易。 值得注意的一点是,相对目前市场上的E mode器件的Vth=1.5V,能华采用外延及芯片工艺的自主创新,将Vth提高到2.5V的同时保持2DEG的电阻一致,器件在Vgs=6V导通时电阻也维持不变,这意味着器件的成本(Ron*Die size)和器件饱和电流(Isat)维持在同等水平。 

 能华半导体是目前少数几个能同时推出增强型GaN器件和耗尽型级联GaN器件的半导体公司。此次量产45W2C PD快充产品采用的能华增强型GaN器件 CE65E300DNYI,具有低导通损耗和低开关损耗,能够提升系统能效和功率密度,减小系统体积和重量;其具有的高阈值电压优势,不仅简化了 PCB 设计流程,而且提高了器件的可靠性,同时还能拓宽器件的应用场景,让更多的产品享受到GaN带来的高效优势。能华CE65E300DNYI可应用于PD快充、适配器、可再生能源、电信以及数据中心、马达驱动和工业等应用场景。 

 为初级主控芯片供电的滤波电容,同样来自y.u.g昱光电子,规格为10μF 50V。 

 变压器标注为45W功率,与充电器功率相符。 

 贴片Y电容来自四川特锐祥科技股份有限公司,型号TMY1152M,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。 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,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。 

 OR-1009光耦用于输出电压反馈。 

 同步整流控制器丝印91808。 

 同步整流管来自力宏微,型号LH062N100,是一颗耐压100V的NMOS,导阻6.2mΩ,采用DFN5*6封装。 

 输出侧焊接滤波电容和降压小板。 

 两颗输出滤波固态电容规格均为470μF 25V。 

 小板正面焊接两颗降压电感,两颗滤波电容和USB-C母座。 

 小板背面焊接两颗协议芯片,两颗降压转换器,对应的降压开关管和VBUS开关管。 

 两路输出协议芯片均采用英集芯IP2723T。由于两路降压电路完全相同,这里选取一路进行介绍,节省篇幅。 

 英集芯IP2723T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。 充电头网拆解了解到,英集芯IP2723T已被闪魔、摩米士、REMAX、麦多多、华科隆等多个品牌20W充电器采用,同时还被摩米士65W 2C1A氮化镓快充充电器、努比亚65W USB PD氮化镓充电器、努比亚1A1C 45W氘锋氮化镓快速充电器等氮化镓充电器使用,此外英集芯快充芯片还可用于车充、移动电源、适配器等各种充电领域,并被小米、京东京造、华为、三星、特斯拉等知名品牌的百余款产品采用。 

 用于降压输出的同步整流降压控制器来自英集芯,型号为IP6550,是一款支持36V输入的同步降压控制器,内置NMOS管驱动,外置两个MOS管进行高效同步整流降压。IP6550通过反馈引脚调节输出电压。开关频率135KHz,输入端耐压48V,内置完善的保护功能。英集芯IP6550采用3*3mm QFN16封装,可实现简化的同步降压转换电路设计。 

 英集芯 IP6550 详细资料。 

 降压电感采用磁环绕制,外包热缩管绝缘。 

 同步降压开关管来自JESTEK江智,型号JST60N30G,是一颗耐压30V的NMOS,导阻为7mΩ,采用PDFN3.3*3.3封装。 

 另外一颗焊接在背面,两颗型号相同,组成半桥降压。 

 输出滤波固态电容规格为220μF 25V。 

 输出VBUS开关管来自力宏微,型号LH30N03,是一颗耐压30V的NMOS,导阻9mΩ,采用DFN3*3封装。 

 输出USB-C母座采用过孔焊接固定,白色胶芯不露铜。 

 全部拆解一览,来张全家福。 

充电头网拆解总结

 UOCO.推出的这款45W双口充电器内置了氮化镓器件,机身小巧玲珑,使用折叠插脚更易携带。充电器具备双USB-C口输出,支持20V2.25A输出和PPS档位,满足笔记本和安卓手机快充。并且双口同时输出时支持功率自动分配,双口均支持快充。 

充电头网通过拆解了解到,这款充电器内部采用两块PCB组合焊接,分别为开关电源部分和同步降压部分,充分利用内部空间。充电器内部使用茂睿芯MK2697氮化镓主控搭配能华CE65E300DNYI增强型氮化镓开关管。能华增强型氮化镓开关管具有较高的开启阈值,抗干扰能力强,可提升系统可靠性。 

输出使用英集芯IP2723T快充协议芯片和IP6550降压芯片用于两个USB-C接口降压输出,实现独立接口快充设计。充电器内部通过PCB组合焊接的工艺,将发热源分开,内部变压器与电解电容等元件打胶固定与散热,并内置麦拉片绝缘,内部设计与用料都很不错。

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