现在USB PD快充的品牌真是越来越多,无人机巨头大疆,也推出了一款100W的双USB-C接口充电器。这款充电器双口均支持100W输出,并且双口输出总功率为100W。
与常见的充电器不同,大疆这款充电器并未采用折叠插脚,而是采用八字线插座,方便使用不同长度的电源线,满足长距离使用。充电头网就对这款充电器进行拆解,看看内部的设计与用料。
此前充电头网拆解过一款大疆无人机充电器,还对大疆无人机首款65W氮化镓充电器做了详细评测,欢迎查阅。
大疆这款100W桌面快充自带电源线,不过采用线体分离设计,可以灵活进行更换,适配地区更广。
充电器机身方块造型,外壳磨砂抗指纹,正背面边缘均倒角处理。
USB-C1/C2输出:5V3A、9V5A、12V5A、15V5A、20V5A、5-20V5A
另一端设有两个USB-C接口,接口边缘倒角亮面设计,并印有区别标识。
使用ChargerLAB POWER-Z KM002C测得USB-C1口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、PD3.0、PPS、QC5、Apple2.4A、Samsung 5V2A充电协议。
PDO报文显示C1口还具备5V3A、9V5A、12V5A、15V5A、20V5A五组固定电压档位,以及5-20V5A一组PPS电压档位。
PDO报文也一样,即两个接口单口输出性能一样,支持功率盲插。
看完了大疆这款100W充电器的外观和测试,下面就进行拆解,看看内部的设计和用料。
沿外壳接缝拆开充电器外壳,内部PCBA模块采用纯铜片包裹散热,与外壳之间打胶固定并使用外壳散热。
纯铜散热片通过卡扣固定成为一个整体,包裹PCBA模块。
使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为67.9mm。
拆下PCBA模块两面的纯铜散热片,散热片内部粘贴胶带绝缘,PCBA模块包裹麦拉片绝缘。
正面元件打黑色导热胶固定及散热,输出降压小板与高压元件之间插入一片麦拉片绝缘。
PCBA模块正面一览,其中右上角为输入滤波器件,右侧下方为PFC升压电感,在升压电感下方为高压滤波电容,左侧为LLC变压器,在变压器与高压滤波电容之间是谐振电感。下方为降压小板,焊接降压电路和USB-C母座。
通过对充电器PCBA模块的观察,大疆100W充电器采用PFC+LLC开关电源架构,采用NXP恩智浦电源方案,PFC电路使用镓未来氮化镓开关管,下面我们就从输入端开始,了解各个器件的信息。
安规X2电容来自SCC实全电子,规格为0.33μF。
NTC热敏电阻串联在电路中,用于抑制上电时的浪涌电流。
第二级共模电感采用铜带绕制,底部焊接绝缘支架,并缠绕胶带绝缘。
侧面焊接降压小板,高压滤波电容,PFC升压电感和滤波电容及滤波电感。
充电器初级PWM主控芯片采用NXP恩智浦TEA2016AAT,一颗芯片内置LLC控制器和PFC控制器,内置数字架构控制,简化了设计的同时减少外围元件数量,芯片内置多重完善的保护功能,集成度非常高。
PFC升压开关管来自镓未来,型号为G1N65R240PB,是一颗耐压650V的氮化镓功率器件,标称导阻240mΩ,栅极耐压支持±18V,可使用传统硅MOS驱动,相比增强型氮化镓,大大简化栅极驱动电路设计。
充电头网了解到,镓未来氮化镓功率器件此前已被铁甲65W氮化镓无线智能充电器、绿巨能65W三口氮化镓快充充电器 、悦米65W 1A1C氮化镓快充充电器、唯沃丰65W 2C1A氮化镓快充充电器等产品采用。
用于检测PFC开关电流的取样电阻,采用2512封装,阻值为75mΩ。
PFC升压开关管来自瑞能,型号BYV29D-600P,是一颗超快恢复二极管,耐压600V,正向电流9A,采用TO252封装。
高压滤波电解电容来自Chengx承兴,其中三颗规格为18μF420V。
另外一颗规格为27μF420V,总容量为81μF。
LLC开关管来自东微,型号OSG65R360GEF,是一颗耐压700V的NMOS,导阻为360mΩ,采用DFN5*6封装。
贴片Y电容来自禾伸堂,两颗串联提高耐压等级,三组串联共使用六颗。
次级同步整流控制器采用恩智浦TEA1995T,其内置两个驱动器用于LLC架构开关电源的同步整流,外围元件精简。
同步整流管来自维安,型号WMB060N06L,是一颗耐压80V的NMOS,导阻4.3mΩ,采用PDFN5060封装。
输出滤波电感采用磁环绕制,底部胶水固定电木板绝缘。
USB-C降压小板正面特写,焊接两颗降压电感以及四颗输出滤波电容。
USB-C降压小板背面特写,焊接一颗协议芯片,两颗降压控制器,降压开关管和VBUS开关管。
协议芯片采用英集芯IP2738,两个接口输出均由其控制。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。
英集芯IP6550同步降压控制器支持5A输出电流,内置的同步降压控制器开关频率固定135kHz。可用于两路USB-A口,也可作为单路降压使用,输出电压可调满足更多场合应用。IP6550内置输入过压、欠压保护,内置输出过流、过压、欠压及短路保护,芯片内部集成过热保护,并支持EN控制开关。
IP6550可用于车载充电器、多口适配器、智能插排、支持USB-C接口的插排以及行车记录仪应用。同步整流降压具有高转换效率,高输出电流可用于多口5V输出,搭配PD协议芯片可实现宽范围电压调节,满足USB PD3.1的应用。
用于二次降压和VBUS开关管均丝印B3006,为NMOS管,左侧两颗为输出VBUS开关管,右侧两颗由IP6550控制进行同步降压。
大疆这款双口氮化镓充电器采用分体线缆设计,有效适配不同长度应用。充电器具备100W输出功率,支持单口100W输出,双口均支持100W输出功率。实际测试充电器支持5-20V 5A PPS快充,可以满足手机和笔记本电脑的充电需求。
充电头网通过拆解了解到,大疆这款100W氮化镓充电器采用PFC+LLC+DC-DC的架构设计,PFC使用镓未来氮化镓功率芯片配合瑞能二极管整流,LLC采用两颗东微的MOS管组成半桥。输出使用两颗维安的低压MOS管用于同步整流,电源初级主控芯片和同步整流控制器均来自NXP恩智浦。
开关电源采用固定电压输出,输出采用二次降压电路,由英集芯IP2738协议芯片控制两路IP6550同步降压控制器进行降压输出,满足两路独立的快充输出。充电器内部电解电容来自承兴,输出全部使用固态电容,纹波更低,寿命更长。