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拆解报告:古石45W氮化镓充电器

11/16 14:48 作者:充电头网
阅读需 13 分钟
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前言

 
充电头网拿到了古石推出的一款45W氮化镓充电器,这款充电器采用黑色外壳,固定插脚设计,充电器为单输出口,支持PD、PPS快充,华为FCP和三星AFC快充以及QC快充,快充协议支持全面,可以满足手机和笔记本电脑的充电需求。下面就对古石这款氮化镓充电器进行拆解,看看内部的具体设计。
 
此前充电头网还拆解过古石35W双USB-C氮化镓充电器、古石科技20W PD快充充电器、古石科技30W PD快充氮化镓充电器、古石科技迷你30W氮化镓快充充电器等产品,欢迎查阅。
 

 

古石45W氮化镓充电器外观
 

 
充电器采用PC阻燃材质黑色外壳,通体黑色表面也全部磨砂处理。
 

 
机身正面设计有Super Fast Charging字样。
 

 
背面印有充电器参数
型号:GS-W45A0948
输入:100-240V~50/60Hz 1.2A
输出:5V3A、9V3A、15V3A、20V2.25A
PPS:3.3-20V2.25A(7.5-45W)
总输出:45W Max
制造商:深圳市古石科技有限公司
充电器已经通过了FCC、ETL认证。
 

 
充电器配备固定式美规插脚,靠一侧布局方便插拔。
 

 
输出顶面边缘设计有亮面环,配备单USB-C接口,居中布局。
 

 
测得充电器机身高度为48.75mm。
 

 
宽度为44.94mm。
 

 
厚度为27.91mm。
 

 
充电器拿在手上的大小直观感受。
 

 
另外测得充电器净重约为73g。
 

 
使用ChargerLAB POWER-Z KM002C测得USB-C口支持FCP、AFC、QC3+、PD3.0、PPS、QC4+充电协议。
 

 
并且具备5V3A、9V3A、15V3A、20V2.25A四组固定电压档位,以及3.3-11V5A、3.3-16V3A、3.3-21V2.25A三组PPS电压档位。
 

 

古石45W氮化镓充电器拆解
 
对这款45W氮化镓充电器进行基本了解后,下面就进行拆解,一起来看看内部的设计和用料。
 

 
首先沿充电器插脚侧接缝撬开外壳,插脚通过导线焊接连接到PCBA模块供电。
 

 
交流输入导线焊点特写。
 

 
在PCBA模块上方焊接固定一块黄铜散热片,为变压器和氮化镓芯片散热。
 

 
散热片与变压器之间填充导热垫。
 

 
黄铜散热片通过焊接固定。
 

 
使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为44.81mm。
 

 
PCBA模块宽度约为39.87mm。
 

 
PCBA模块厚度约为22.48mm。
 

 
焊接取下变压器覆盖的散热片,继续进行拆解。其中覆盖蓝色导热垫的是氮化镓芯片,通过散热片散热。
 

 
PCBA模块正面一览,右上角焊接保险丝NTC热敏电阻共模电感,安规X2电容。左侧为变压器,下方是同步整流管和输出USB-C小板。
 

 
PCBA模块背面焊接整流桥,初级主控芯片和反馈光耦。
 
通过对PCBA模块的观察,古石这款45W充电器采用高频QR开关电源,同步整流的架构设计,输出电压由协议芯片通过光耦进行反馈调节,满足快充不同电压的输出需求。下面我们就从输入端开始了解各个器件的信息。
 

 
充电器输入端焊接保险丝,共模电感和NTC热敏电阻,右侧焊接高压滤波电容
 

 
输入端延时保险丝规格为2A 250V,外套热缩管保护。
 

 
NTC热敏电阻用于抑制充电器上电的浪涌电流,来自志敏,型号1R5D9,直径为9mm,冷态电阻为1.5Ω。
 

 
共模电感采用漆包线和绝缘线绕制。
 

 
安规X2电容来自WDC威迪电子,规格为0.22μF。
 

 
整流桥焊接在PCB背面,来自深圳市沃尔德实业有限公司,型号WRMSB40M,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WRMSB40M详细资料信息。
 
充电头网了解到,沃尔德软桥还被OPPO 50W饼干氮化镓快充鸿达顺65W 氮化镓充电器飞频65W USB PD氮化镓充电器ROCK 65W氮化镓充电器麦多多65W氮化镓充电器麦多多30W 1A1C快充充电器等多款产品采用,性能获得客户的一致认可
 

 
两颗高压滤波电容来自绿宝石,规格为400V33μF。
 

 
另一颗高压滤波电容来自永铭,规格为18μF 400V。
 

 
差模电感采用磁环绕制,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。
 

 
氮化镓开关管采用英诺赛科INN650DA260A,这是一颗高性价比、耐压650V的氮化镓高压单管,瞬态耐压750V,得益于工艺改进,相比英诺赛科之前的氮化镓器件,性能有明显的提升,适用于65-120W的反激架构,120-200W的LLC架构。
 
INN650DA260A支持超高开关频率,无反向恢复电荷,具有极低的栅极电荷和输出电荷,符合JEDEC标准的工业应用要求,内置ESD保护,符合RoHS、无铅、欧盟REACH法规。
 
英诺赛科INN650DA260A采用DFN5*6封装,相比DFN8*8,体积明显减小,功率密度有较大提升。可用于开关电源、DC-DC转换、图腾柱PFC、电池快充、高能效高功率密度功率转换应用。
 

 
充电头网拆解了解到,英诺赛科氮化镓功率开关管还有INN650DA02、INN650DA04等型号,并被SPRUCE 140W 3C1A无线充二合一充电座安述240W氮化镓+碳化硅适配器QCY 65W 2C1A氮化镓快充联想小新100W双C口氮化镓快充努比亚120W 2C1A三口氮化镓快充红魔手机6 Pro标配120W PD氮化镓快充REMAX 100W氮化镓充电器摩米士100W 2A2C氮化镓快充魅族65W氮化镓充电器等多款产品采用,芯片质量获得市场认可。
 

 
开关变压器采用RM8磁芯,使用胶带严密缠绕绝缘。
 

 
Y电容来自东莞嘉耐电子。
 

 
OR1009用于输出电压反馈调节。
 

 
同步整流管来自美浦森,型号SLM100N10G,是一颗耐压100V的NMOS,采用DFN5*6封装。
 

 
输出侧焊接固态滤波电容和USB-C母座小板。
 

 
输出滤波电容规格为820μF 25V。
 

 
输出USB-C母座焊接在垂直小板上。
 

 
小板背面焊接协议芯片,电流检测电阻和VBUS开关管。
 

 
协议芯片来自天德钰,型号JD6621,是一颗高集成度的USB PD协议芯片,支持PD3.0和PPS快充协议,TID:3543。 支持3.3-21V输出电压范围。JD6621集成华为SCP,FCP快充协议,及高通QC2.0/3.0/QC5快充,支持20到100W快充应用。
 
JD6621具有多次刻录(MTP)及温度检测(NTC)降功率等优点, 此外有两组额外的GPIO可以做讯号检测及ADC功能, 可以满足更多客制化产品需求。
 
JD6621支持输出PDO选择,具备多输出口控制功能,内置恒压和恒流控制,芯片内部集成过压保护,欠压保护,过电流保护,短路保护和过热能保护,采用TQFN4*4-20L封装,适用于USB PD快充,车充以及储能电源应用。
 

 
充电头网拆解了解到,天德钰快充芯片可广泛应用于充电器、车充、移动电源、储能电源等领域,并被小米紫米MOMAX公牛安克绿联倍思黑鲨飞利浦松下等知名品牌的数十款产品采用
 

 
输出VBUS开关管来自芯控源,型号AGM406AP,是一颗耐压40V的NMOS,采用DFN3.3*3.3封装。
 

 
USB-C母座采用黑色胶芯,过孔焊接固定。
 

 
全部拆解一览,来张全家福。
 

 

充电头网拆解总结
 
古石这款45W氮化镓充电器采用固定美规插脚设计,黑色外壳,设计相当简洁。充电器具备单USB-C接口,支持FCP、AFC、QC3+、PD3.0、PPS、QC4+充电协议。并且具备5V3A、9V3A、15V3A、20V2.25A四组固定电压档位,以及3.3-11V5A、3.3-16V3A、3.3-21V2.25A三组PPS电压档位,能够满足安卓手机和笔记本电脑等设备的快充需求。
 
充电头网通过拆解了解到,古石这款充电器采用茂睿芯MK2697氮化镓主控芯片搭配英诺赛科INN650DA260A氮化镓开关管组成宽范围电压输出的开关电源,输出电压采用天德钰JD6621协议芯片根据协议进行调节。充电器内部采用两块PCB焊接组合,变压器通过导热垫进行散热,降低长时间工作的温升。

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