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拆解报告:小米67W 1A1C UFCS氮化镓充电器

2022/11/13 作者:充电头网
阅读需 18 分钟
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近期小米推出了35W 1A1C充电器MDY-14-ET和67W 1A1C充电器MDY-14-EU,两款充电器都通过了UFCS首批认证,认证号分别为0302247331563R0L-UFCS00008、0302247331562R0L-UFCS00007。前者充电头网已经第一时间做了详细拆解。

 
今天来拆解的是小米另外一款内置氮化镓的UFCS双口充电器,其不仅支持小米私有67W快充,还支持65W PD快充以及33W UFCS快充,做到了相当好的兼容性。充电器的USB-A口为小米魔改,搭配小米原装数据线能够实现PD快充。
 
同时这款充电器还支持双口自动功率分配,为45+20W设计,可以在为笔记本电脑供电时同时为手机充电。下面充电头网就带来这款充电器的拆解,看看内部设计如何。
 

此前充电头网还拆解过小米67W小布丁氮化镓快充小米120W氮化镓快充充电器小米新款67W快充充电器小米65W 1A1C氮化镓快充充电器小米GaN充电器Type-C 33W等快充产品,欢迎查阅。

小米67W UFCS氮化镓快充开箱

 

 
包装盒设计风格和小米新款35W充电器的一样,正面印有小米logo、产品名称以及套装外观图。
 

 
背面贴有充电器参数贴纸,参数到充电器实物环节再详细了解。
 

 
包装内含充电器、数据线、使用说明书以及保修卡。
 

 
附带数据线是小米6A魔改USB-A to USB-C快充线,线缆两端做了抗弯折处理,线头塑料壳磨砂处理,方便用户插拔使用。
 

 
USB-A公头正负极加宽来通过大电流,中心处设有特殊弹片,搭配小米魔改A口充电器可实现PD快充。
 

 
网尾处设计有6A字样,表明线缆可过6A大电流。
 

 
另外测得数据线依旧是经典1米级长度,关于这款数据线充电头网已做过详细拆解,感兴趣的可以点击链接查阅。
 

 
充电器采用PC防火材质白色外壳,腰身高光亮面处理,两侧过渡圆润,上下端平直切面,边缘过渡分明。插脚靠一侧布局,方便插拔使用。
 

 
机身正面印有67W和Designed by Xiaomi。
 

 
背面印有GaN和Designed by Xiaomi。
 

 
输入端外壳上印有充电器参数。
 

 
充电器参数特写
型号:MDY-14-EU
输入:100-240V~50/60HZ 2A
USB-A/C单口输出:5V3A、9V3A、11V6.1A、20V3.25A
双口输出:
USB-A:5V3A、9V2.22A
USB-C:5V3A、11V4A、20V2.25A
制造商:小米通信技术有限公司
充电器已经通过了CCC认证。
 

 
输出端配备一个USB-C快充接口以及小米魔改USB-A接口。
 

 
测得充电器机身高度为55.99mm。
 

 
宽度为49.29mm。
 

 
厚度为28mm。
 

 
和苹果61W充电器对比,体积优势明显。
 

 
拿在手上的直观感受,同样显得很小巧。
 

 
另外测得充电器净重约为132g。
 

 
带线总重量约为164g。
 

 
搭配小米10A快充线测试USB-C口协议和PDO,使用ChargerLAB POWER-Z KM002C测得USB-C口支持UFCS、QC3.0、PD3.0三个通用快充协议,还支持小米自家67W私有快充。
 

 
PDO报文显示C口还具备5V3A、9V3A、15V3A、20V3.25A四组固定电压档位,以及3.3-11V6.1A、3.3-20V3.25A两组PPS电压档位。
 

 
此外测得UFCS融合快充具备5-11V3A、11-21V1.55A两组PPS电压档位。
 

 
搭配附带6A魔改数据线测得充电器USB-A口不仅支持UFCS、QC3.0以及小米私有快充协议,还支持PD3.0快充协议。
 

 
并且PDO报文和USB-C口的完全一样,具备5V3A、9V3A、15V3A、20V3.25A四组固定电压档位,以及3.3-11V6.1A、3.3-20V3.25A两组PPS电压档位。
 

 
最后测得UFCS融合快充同样具备5-11V3A、11-21V1.55A两组PPS电压档位。
 

 
最后是UFCS融合快充充电测试,使用充电器USB-A口给iQOO 10 Pro充电,测得功率为7.64V 2.94A 22.43W。
 

 

使用充电器USB-C口给iQOO 10 Pro充电,同样开启UFCS融合快充,测得功率为7.75V 2.96A 22.95W。

小米67W UFCS氮化镓快充拆解

看完了小米67W UFCS氮化镓快充的开箱和测试,下面就进行拆解,看看内部的设计。

 

 
首先拆下输出侧面板,充电器内部采用灌封工艺。
 

 
侧面元件与外壳之间的缝隙均被灌封胶填充密封。
 

 
切开外壳取出内部PCBA模块,交流输入通过弹片连接到PCBA模块供电。
 

 
在外壳与PCBA模块之间填充一条泡棉密封。
 

 
PCBA模块背面粘贴塑料片绝缘,在塑料片外侧粘贴一片铜箔,透过胶水依稀可见。
 

 
使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为51.81mm。
 

 
PCBA模块宽度约为44.43mm。
 

 
PCBA模块厚度约为23.62mm。
 

 
拆下背面的绝缘塑料片,PCBA模块背面灌胶加强散热。
 

 
清理掉PCBA模块表面的灌胶,PCBA模块正面一览,其中右上角为保险丝NTC热敏电阻共模电感和安规X2电容。左侧上方为高压滤波电容,在滤波电容下方是变压器,底部为输出滤波电容,USB-C和USB-A母座等。
 

 
PCBA模块背面焊接整流桥,氮化镓合封芯片,反馈光耦,同步整流管和同步整流芯片,协议芯片和VBUS开关管。
 
通过对PCBA模块的观察,小米这款充电器采用反激开关电源设计,宽电压输出,USB-C或USB-A单口输出时,输出电压由协议芯片控制,双口均支持快充。当双口同时输出时,USB-A口通过升降压电路进行5V或9V输出,USB-C口仍支持快充。下面我们就从输入端开始了解各个器件的信息。
 

 
充电器输入端一览,焊接保险丝,NTC热敏电阻和共模电感。
 

 
输入端延时保险丝来自CONQUER功德,MST系列超小型延时保险丝,规格为3.15A 250V,用于输入过流保护。
 

 
NTC热敏电阻用于抑制充电器插电时的浪涌电流,丝印1R5D7,冷态电阻为1.5Ω,直径7mm。
 

 
共模电感采用漆包线和绝缘线绕制,底部焊接绝缘支架,外套热缩管绝缘。
 

 
安规X2电容来自STE松田电子,规格为0.022μF。
 

 
整流桥焊接在PCB背面,来自平伟,型号TBMR810,是一颗8A 1000V的整流桥。
 

 
充电器内部高压滤波电容来自丰宾,其中三颗规格为22μF400V。
 

 
另一颗高压滤波电容规格为12μF400V,总滤波电容容量为78μF。
 

 
差模电感特写,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。
 

 
变压器特写,磁芯上粘贴胶带标注信息。
 

 
蓝色安规Y电容来自华信安。
 

 
1009光耦用于输出电压反馈调节。
 

 
同步整流控制器来自南芯,型号SC3503,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,兼容多种MOS,具有超低的静态电流,支持多种工作模式,支持高侧和低侧同步整流,外围元件非常精简。
 

 
南芯SC3503是一颗成熟的同步整流控制器,已经应用于绿联30W PD快充氮化镓充电器征拓65W 2C1A氮化镓充电器倍思65W氮化镓插座努比亚小黄人65W双口氮化镓快充等众多产品中。
 

 
同步整流管来自威兆,型号VSP004N10MS-G,是一颗耐压100V的NMOS,导阻为3.8mΩ,采用PDFN5060X封装。
 

 
威兆半导体 VSP004N10MS-G 详细资料。
 
充电头网拆解了解到,威兆MOS管广泛应用在充电器、无线充、车充、充电宝、储能电源等各个方面,并被华为小米紫米三星OPPOVIVO魅族努比亚倍思公牛网易智造等知名品牌的数十款产品采用,产品质量获得客户一致认可
 

 
输出侧USB-C母座焊接在垂直小板上,USB-A母座一侧的小板为升降压电路,用于快充输出。
 

 
两颗输出滤波电容来自绿宝石,其中一颗为BC系列固态电容,规格为1000μF 25V。
 

 
另一颗为CT系列贴片固态电容,125℃耐热,规格为680μF 25V。
 

 
输出协议芯片来自英集芯,型号IP2738U,USB-A和USB-C两个接口输出均由其控制。其在IP2738的基础上增添了小米私有快充协议和UFCS通用快充协议。
 
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
 

 
USB-C母座焊接在小板上,小板上还焊接稳压管和滤波电容。
 

 
小板背面焊接VBUS开关管。
 

 
输出滤波电容来自绿宝石,CH系列固态电容,规格为120μF 25V。
 

 
VBUS开关管来自长晶科技,型号CJAB55N03S,是一颗耐压30V的NMOS,导阻为3.8mΩ。
 

 
USB-C母座外壳点焊钢套固定。
 

 
钢套过孔焊接,USB-C母座采用红色胶芯。
 

 
USB-A母座由外侧的独立小板进行升降压电压转换供电,小板正面焊接升降压电感和滤波电容。
 

 
在小板背面焊接一颗同步升降压转换器。
 

 
同步升降压转换器来自南芯科技,型号SC8724。是一款集成四开关的同步升降压变换器。无论输出电压高、低或等于输入电压,都能提供高效的电源效率和稳定的电压调节。SC8724支持2.7V至22V输入电压,输出电压范围能够达到3V至22V,并且支持最高3.5A的输出电流。
 

 
SC8724采用平均电流模式控制。输出电压由FB引脚上的电阻来调节。芯片工作模式(PSM /FPWM)和开关频率均可通过外部设置进行调整。该芯片还提供了可编程的输出电流限制,灵活支持不同的应用。
 
SC8724支持内部限流、输入欠压保护、输出过压保护、输出短路保护、FB短路保护、过温保护,确保在不同异常情况下的安全。SC8724采用25pin 4x4 QFN封装。
 

 
4.7μH升降压电感特写。
 

 
滤波电容来自绿宝石,CH系列固态电容,规格为120μF 25V。
 

 
一颗双NMOS管来自威兆半导体,型号VS3622DE,用于直通输出切换功能,耐压为30V,导阻10mΩ,支持5V逻辑电压驱动,采用PDFN3333封装。
 

 
威兆半导体 VS3622DE 详细资料。
 

 
USB-A口VBUS开关管与USB-C口型号相同,均为CJAB55N03S。
 

 
USB-A口特写,外套防尘塑料壳绝缘。
 

 
USB-A母座正负极加宽设计,并带有辅助触点。
 

 
全部拆解一览,来张全家福。
 

充电头网拆解总结

小米推出的这一款内置氮化镓的UFCS充电器支持67W输出功率,具备1A1C接口,充电器支持小米私有的67W快充,33W UFCS融合快充和65W PD快充,能够搭配小米原装数据线,为小米手机提供理想的充电效果。与此同时,65W PD快充能为笔记本电脑充电,还支持手机和笔记本同时充电,相当实用。

充电头网通过拆解了解到,小米这款氮化镓充电器内置南芯科技合封氮化镓芯片SC3057,搭配SC3503同步整流控制器。输出协议芯片采用英集芯IP2738U,用于双口协议功能。USB-A口内置南芯SC8724同步升降压转换器,支持20W快充输出。充电器内部采用灌封工艺,提升充电器的散热能力和耐候性。高压滤波电解电容来自丰宾,输出滤波固态电容来自绿宝石,内部做工优秀,可靠耐用。

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