2022年3月30日,黑鲨发布了新一代游戏电竞旗舰手机黑鲨5系列,全系手机均支持120W超级闪充技术,并且还和中国航天神舟传媒联手推出了黑鲨5系列中国航天深度定制版,配备了一系列航天主题IP定制配件。

 

 

与120W充电器同时发布的还有黑鲨星流GaN 30W充电器,黑鲨凤鸣真无线蓝牙耳机降噪版,黑鲨冰封散热背夹2 Pro和铠甲磁吸导热保护壳。充电头网已经拿到了黑鲨星流GaN 120W快充套装,下面就对这款120W充电器进行拆解,看看内部是如何设计的。

 

黑鲨120W星流GaN快充套装开箱

 

 

包装盒正面印有黑鲨logo、充电器套装图、名称以及显眼的中国空间站字样。

 

 

背面贴有产品铭牌贴纸以及神舟传媒贴纸。

 

 

侧面有中国航天和BLACK SHARK的联名设计。

 

 

包装内含充电器、数据线和使用说明书。

 

 

附带线缆是A to C编织线,使用两个扎带捆扎整理。

 

 

不仅是编织线,还采用锌合金端子外壳,整根数据线设计诚意满满。

 

 

USB-A 公头特写,和小米系的数据线一样,都有用于识别快充协议的额外pin,这也是这款充电器能支持PD协议的秘诀。

 

 

数据线长度约为152cm。

 

 

充电器外观结合了高达元素进行设计,而配色方面则与蓝天白云的天空相契合,整体看上去相当的炫酷。

 

 

机身四端倒角设计,整体有棱有角给人十分硬核的科技感。机身正背面印有中国空间站、120W、GaN标识。

 

 

蓝色外壳亮面、磨砂结合设计,机甲风满满,此外磨砂区域外壳上设计有DESIGNED BY BLACK SHARK字样。

 

 

白色外壳上则设计有橙色、灰色条纹,高达模型爱好者应该对这类设计不陌生。

 

 

“中国空间站”五个字也是结合了科技元素进行设计。

 

 

充电器配备固定国标插脚,所在区域外壳也采用机甲风设计,可以说这款充电器就外观来说,设计得相当用心。

 

 

输入端外壳上印有充电器铭牌

型号:BG04

输入:100-120V~50/60HZ 1.7A

输出:5V3A、9V3A、11V6A、20V4.8A

输入:220-240V~50/60HZ 1.7A

输出:5V3A、9V3A、11V6A、20V6A

南昌黑鲨科技有限公司

充电器已经通过了CCC认证和QC3.0认证

 

 

另一端配有单USB-A接口。

 

 

接口舌片为红色,前端有特殊触点。

 

 

测得充电器机身高度为59.08mm。

 

 

宽度为59.77mm。

 

 

厚度为29.8mm,通过三维算得充电器体积约为105.23cm³,以充电器功率120W计算,功率密度约为1.14W/cm³。

 

 

和苹果96W充电器对比,体积优势明显。

 

 

拿在手上的大小直观感受。

 

 

充电器净重约为176g。

 

 

带线总重量约为244g。

 

 

直接使用ChargerLAB POWER-Z KT002测试,可以测得充电器仅支持QC2.0/3.0快充协议。

 

 

充电器搭配附带数据线输出,使用KT002测得充电器还支持PD3.0快充协议,这也是这类魔改充电器的特色。

 

 

此外还具备5V3A、9V3A、15V3A、20V3.25A四组固定电压档位。

 

黑鲨120W星流GaN快充充电器拆解

 

对黑鲨这款120W充电器进行了详细的外观、性能了解后,下面继续对其进行拆解,看看内部用料做工如何。

 

 

首先撬开充电器插脚侧盖子,可见充电器内部灌胶填充,想要进一步拆解,只能动用切割机切开外壳。

 

 

使用切割机切开外壳,露出充电器内部PCBA模块,手机厂商推出的120W充电器多数使用灌胶工艺。

 

灌胶工艺将充电器内部器件填充固定成为一个整体,可以大大提升充电器的散热性能和耐候性,潮气不会进入充电器内部,使用更加可靠。灌胶工艺另外一方面提升了机械强度,遇到跌落时不易损坏。并且灌胶还可以提升充电器的热容量,吸收高速快充的发热,并通过外壳均匀散发。灌胶吸收热量+大面积散热,降低短时间快充的温升。

 

 

交流输入端完全被灌胶填充。

 

 

输出端露出一块小PCB,滤波固态电容和USB-A母座。

 

 

清理掉PCB上面的硅胶,高压电解电容顶部套有绝缘罩,初次级之间还设有隔离板,绝缘措施相当到位。

 

 

输入端插脚通过导线直接焊接到PCB上。

 

 

焊下连接导线,开始观察PCB,输入端有延时保险丝,NTC浪涌抑制电阻,两级共模电感和一颗Y电容。右侧PFC升压电路使用铁片屏蔽。

 

 

铁片焊接到PCB上固定,包裹PFC升压电路,屏蔽干扰。

 

 

拆除屏蔽铁片,内部是PFC滤波电感滤波电容和PFC升压电感。

 

 

输出侧是同步整流小板,滤波固态电容,USB-A母座和Y电容。

 

 

侧面是两级共模电感和X电容组成的输入EMI电路。

 

 

平面变压器靠近PCB放置,两端焊接小板连接,初级小板上焊接高压滤波电容。多块PCB组合焊接的方式提高了空间利用率,并且增强散热性能,提升充电器的功率密度。

 

 

电路板正面一览,充电器内部布局分明,左上角为输入EMI滤波电路,左下角为PFC功率因数校正,下方为开关电源,右侧为输出接口。

 

 

电路板背面可以看到一颗整流桥,两颗串联的贴片Y电容,以及三颗反馈光耦和一颗控制器。

 

通过观察分析发现,黑鲨星流120W GaN快充充电器内置PFC功率因数校正电路为开关电源供电,反激开关电源由协议芯片控制进行宽电压输出的设计架构,输出采用同步整流。下面我们就从输入端开始了解各个元器件的详细信息。

 

 

首先将充电器正面的元件全部拆下,便于观察电路板上面的元件。正面可以看到整流桥,PFC升压开关管和整流管。

 

 

输入端延时保险丝来自华德,规格为3.15A 250V。

 

 

绿色NTC浪涌抑制电阻特写,用于抑制上电浪涌电流,消除插入插座时的火花,与输入端延时保险丝串联。

 

 

第一级共模电感,使用热缩管绝缘。

 

 

X电容,来自松田电子,0.56μF。

 

 

第二级共模电感,使用扁铜带绕制。

 

 

充电器内部共使用两颗整流桥,半桥接法,分摊发热。电路板正面整流桥来自平伟,型号TMBF310,3A 1000V。

 

 

电路板背面整流桥与正面整流桥同型号,使用两颗组成全桥。

 

 

两颗薄膜滤波电容来自凯励,1μF 450V。

 

 

滤波电感特写,磁环电感,底部有绝缘支架。

 

 

PFC升压控制器来自矽力杰,型号SY5072B,运行在临界模式,采用恒定导通时间运行,内置的升压转换器采用准谐振开关以获得高效率及优化EMI性能。

 

 

PFC升压采用纳微NV6136A,这是纳微最新推出的GaNFast系列氮化镓功率芯片,内置GaNSense无损电流采样技术,支持无损电流检测输出,无需外置取样电阻,节省面积的同时还能提升转换效率。

 

纳微NV6136A内置170mΩ氮化镓开关管,采用QFN6*8封装,内置的驱动器支持10-30V供电,支持2MHz开关频率。同时芯片内部还集成了更高效的保护与驱动电路,具备全面的保护功能。

 

 

纳微 NV6136A 详细资料。

 

充电头网通过拆解了解到,纳微GaNFast功率芯片此前已被摩托罗拉68W氮化镓充电器、戴尔60W氮化镓快充、OPPO 50W饼干氮化镓快充、小米65W 1A1C氮化镓快充充电器、努比亚65W氘锋三口氮化镓快充、联想YOGA 130W双USB-C口快充、安克65W氮化镓充电器(英雄联盟版)等知名品牌的数十款产品采用。

 

 

PFC升压电感特写,顶部贴有信息标签。

 

 

PFC升压整流管来自平伟,型号PBMUR5JE,是一颗超快恢复二极管,5A 600V,具有低正向压降,高浪涌电流能力,采用PS-277B封装。

 

 

用于PFC旁路的二极管,在电源启动的时候通过这颗二极管为滤波电容充电。二极管丝印RS3MBF,3A 1000V。

 

 

与高压电解电容并联的MLCC滤波电容。

 

 

初级控制器为ON安森美 NCP1342,这是一颗高频初级PWM控制器,内置主动X2电容放电和多重完善的保护功能。支持高频开关,集成度高。芯片左下是一颗热敏电阻,用于检测充电器内部温度。

 

 

高压滤波电解电容焊接在平面变压器侧面的小板上,继续拆解将变压器这部分彻底拆分。

 

 

从背面可以看出,平面变压器两端均焊接了一块PCB板,通过PCB板连接到主板上。初级小板焊接开关管和滤波电容,次级小板焊接了同步整流电路

 

 

焊下侧面小板与变压器和电容的连接,小板右侧是一块屏蔽罩也一并拆下,内部填充导热胶。

 

 

两颗高压滤波电容来自万裕,33μF 420V,两颗并联。

 

 

清除掉导热硅胶,屏蔽罩下面是初级开关管和电流检测电阻。

 

 

反激开关管来自SemiHow半导体,型号HCFL70R360,耐压750V,导阻345mΩ,采用DFN8*8封装。SemiHow半导体超结MOS选用多层外延工艺,特别是在快充及PD应用上EMI表现优秀;内置ESD 二极管,防静电能力好。同时拥有全球优秀的晶圆生产品质管控体系支持,同苹果、高通的高端IC在同一个晶圆厂制造。

 

 

平面变压器特写,初级侧和磁芯缠绕高温胶带绝缘,PCB上印有航嘉Huntkey LOGO。

 

 

砸碎磁芯,平面变压器PCB线圈一览。

 

 

环形线圈特写。

 

 

平面变压器次级焊接的同步整流小板特写,小板上焊接同步整流控制器和同步整流管。

 

 

小板背面没有元件。

 

 

同步整流管来自威兆半导体,VSP003N08HS-G,NMOS,耐压80V,导阻2.4mΩ,采用PDFN5060X封装。

 

 

威兆半导体 VSP003N08HS-G 详细资料。

 

充电头网了解到,威兆的MOS产品已经进入小米、vivo、OPPO、华为、荣耀、三星、努比亚、MOTO、飞利浦、公牛等知名品牌快充供应链,并以过硬的产品品质,获得了市场的高度认可。

 

 

丝印IBHJM次级同步整流控制器,实际型号为MP6908A,来自MPS芯源半导体,最高工作频率600KHz。支持DCM、CCM、QR、ACF多种工作模式,支持高侧和低侧应用,具备振铃检测防止误开通。

 

 

多颗MLCC滤波电容,配合固态电容进行输出滤波。

 

 

输出滤波电容来自柏瑞凯,RF系列105℃5000小时长寿命固态电容,820μF 25V。

 

 

PCB正面焊接一颗华信安Y电容,采用串联双重绝缘设计,提升耐压等级。

 

 

两颗贴片Y电容来自iSND华信安,串联连接,加强耐压,提高安全等级,满足安规要求。

 

 

三颗光耦,最上面一颗用于PFC控制,其余两颗用于反馈和保护功能。在光耦两侧有两颗热敏电阻,分别用于初级和次级的过热保护。

 

 

协议芯片来自Weltrend伟诠,型号WT6633P。这是一款USB PD控制芯片,同时是少数几个获得高通QC4和QC4+测试认证的PD控制器,内建USB-PD物理层,Type-C线缆检测,内置稳压器,电压电流监控功能,负载开关控制。

 

 

输出VBUS开关管来自威兆,VS3698AE,NMOS,耐压30V,导阻3mΩ,PDFN3333封装。

 

 

威兆半导体 VS3698AE 详细资料。

 

 

USB-A母座外套白色塑料壳绝缘,正负极加宽用于大电流快充,前端带有CC触点,用于支持PD快充。

 

 

全部拆解完毕,来张全家福。

 

充电头网拆解总结

 

黑鲨120W星流GaN快充充电器采用PC材质阻燃外壳,搭配透明蓝色,加上线条勾勒,颠覆了传统的充电器外观设计,非常有特色。其搭配的蓝色数据线也是非常醒目的蓝色,辨识度高,也为平淡无奇的充电器带来了新的活力。

 

充电头网通过拆解发现,这款充电器内置PFC升压电路,使用矽力杰SY5072B配合纳微半导体NV6136A氮化镓功率芯片,消除大功率充电器对电网的污染。开关电源部分由安森美NCP1342和芯源MP6908A分别搭配SemiHow和威兆的MOS管组成,输出宽范围电压。输出端采用伟诠WT6633P控制输出电压,充电器支持65W PD快充全靠它。

 

充电器采用固定式插脚,和USB-A口一样都是靠侧面布置,很有小米的风格。充电器内部灌胶处理,整体的散热性能和机械强度大大加强。平面变压器两端焊接PCB,具备更好的散热性能和更高的空间利用率。充电器内置万裕与柏瑞凯电容,整体用料很不错。