业界首款20W氮化镓PD快充充电器拆解

2020-12-30

早在2020年1月美国CES电子展上,贝尔金就展出了30W、60W、68W等几款氮化镓充电器,充电头网也相继进行了拆解。近期为应对20W PD快充市场,贝尔金又专门推出了一款20W氮化镓充电器,足见其重视程度。

不过这款充电器不仅用了氮化镓技术,造型也与市面上其它20W充电器大为不同,超薄的直板结构设计让其看上去很像一块饼干,个性十足。下面充电头网就对其进行详细拆解,看看充电器内部如何设计。


此外充电头网还拆解了贝尔金1A1C 30W快充充电器贝尔金45W USB PD快充充电器belkin 30W USB PD快充车载充电器等产品,大家可以点击蓝色字体查看拆解详情。


一、贝尔金20W氮化镓充电器外观


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包装盒依旧是典型白绿配色,正面设有贝尔金品牌、产品名称、外观图和特性标识。


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背面是产品特性描述等信息。


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包装内含充电器和使用说明书。


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贝尔金20W氮化镓充电器采用长条直板造型设计,整体看去很像一块饼干。充电器采用白色机身壳,表面磨砂处理,设计十分简洁。


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机身顶面右端凹印belkin品牌logo。


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两侧过渡圆润,使用不硌手。


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背面一端标注有充电器参数信息
型号:WCH009yz
输入:100-240V~ 50/60Hz 0.6A
输出:5V3A、9V2.22A
产品已经通过了3C认证。


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另一端配备可折叠插脚,从机身壳上可以了解到充电器还通过了美国DoE VI级能效认证。


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贝尔金这款充电器采用的是国标折叠插脚。


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输出端中心设有USB-C口,白色胶芯。


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使用游标卡尺实测充电器机身长度为76.96mm。


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宽度为32.51mm。


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厚度为15.33mm。


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和苹果20W充电器直观对比,更薄也更长。


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充电器拿在手上的直观感受。


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净重约为44g。


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使用ChargerLAB POWER-Z KT002检测USB-C口输出协议,显示支持Samsung 5V2A、DCP和PD3.0协议。


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此外PDO报文显示USB-C口还具备5V3A、9V2.22A两组固定电压档位。

二、贝尔金20W氮化镓充电器拆解


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沿机身侧面将外壳拆开,边缘采用超声波焊接封装。


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机身壳上贴有石墨导热贴纸,右端低压侧还包裹绝缘胶带。



另一半机身壳上放置PCB板,电路板上电容、变压器等器件均包裹绝缘胶带加强绝缘,变压器还打胶加固。


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另一面打胶帮助芯片散热,同时固定PCB板。


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PCB板正面特写,撕掉绝缘胶带,电容和工字电感均横置,降低机身厚度。


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PCB板背面特写,中间是充电器主控芯片和变压器,电路板镂空放置变压器,降低机身厚度。

经过对充电器电路观察分析发现,贝尔金这款20W PD快充充电器采用开关电源宽范围输出,协议芯片控制输出电压的典型架构。下面我们就从输入端开始一一了解各元器件。


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PCB板输入端一览。


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贴片保险丝设在板子背面,可为其它元器件腾出空间。


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共模电感特写,用于滤除EMI干扰。


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ABSR210整流桥。


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工字电感外套热缩管。


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PCB板侧面一览,设有输入滤波电解电容和变压器。


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另一侧设有输入输出滤波电容以及贴片Y电容。


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输入端共设有三颗高压滤波电解电容,均来自广东黄宝石电子科技有限公司。其中一颗规格为400V 12μF。


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第二颗规格为400V 6.8μF。


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第三颗规格为400V 4.7μF。


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充电器主控芯片采用PI INN3279C,INN3279C内置750V PowiGaN™技术,适配器密闭环境中宽电压输入可输出65W,这里降额使用是为了降低发热。PI全集成IC内部集成准谐振反激控制器和集成的主开关管,同步整流控制器和内置反馈,以及恒功率输出。


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PI INN3279C 详细资料。


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变压器使用绝缘胶带包裹,并贴有信息标签。


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贴片Y电容均来自四川特锐祥科技股份有限公司,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。


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充电头网了解到,采用特锐祥贴片Y电容的产品还有努比亚65W氮化镓充电器努比亚1A1C 45W氘锋氮化镓快速充电器、倍思120W氮化镓+碳化硅PD快充充电器倍思45W双USB-C口氮化镓快充飞频65W USB PD氮化镓充电器罗马仕65W USB PD氮化镓充电器、鸿达顺65W 2C1A氮化镓快充充电器等多款产品,性能获得客户一直认可


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次级同步整流MOS管采用恒泰柯HGN077N10SL,NMOS,耐压100V,逻辑电压驱动,为同步整流而优化。


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恒泰柯HGN077N10SL详细规格资料。充电头网了解到,采用该MOS的产品还有良值40W氮化镓充电器RAVPower 30W氮化镓PD快充充电器绿联48W 2A2C快充充电器等产品。  


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输出滤波固态电容来自钰邦,规格为12V 470μF。


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另一颗来自丰宾,规格为14V 560μF。


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输出端一览,USB母座焊接在小板上。


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USB PD协议IC来自Hynetek慧能泰,型号HUSB339,这款芯片已经通过了USB PD3.0认证,TID 62。HUSB339是一颗高性能、高集成的USB Type-C Power Delivery(电力传输)控制器,集成了PD2.0、PD3.0、PPS、QC2.0/3.0、BC1.2、5V2.4A等充电协议;适用于电源适配器、车载充电器、移动电源等应用场合;拥有SOP-14L和QFN-16L两种封装模式。


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慧能泰HUSB339资料信息。

充电头网了解到,采用慧能泰HUSB339芯片的还有
大麦20W快充充电器贝尔金30W氮化镓充电器公牛20W充电器良值40W氮化镓充电器SlimQ 65W氮化镓USB PD快充充电器美顺和30W USB PD快充充电器南孚Aircharge 65W PD快充充电器等多款产品,芯片性能获得客户高度认可


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将小板拆下。


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顶面设有输出VBUS开关管。


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输出VBUS开关管特写,捷捷微 JMTQ080P03A,耐压30V。


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捷捷微 JMTQ080P03A 详细资料。


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USB-C母座特写,白色胶芯不露铜。


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全部拆解完毕,来张全家福。

充电头网拆解总结

贝尔金20W快充氮化镓充电器采用白色机身外壳,表面磨砂,可折叠插脚使用时和机身呈90°,贴在墙上更稳定。充电器支持PD3.0快充,具备5V3A和9V2.22A两组电压档位,可以说专为iPhone 12设计。此外整体机身小巧,适合携带外出。

充电头网通过拆解了解到,这款充电器由PI高集成GaN芯片INN3279C搭配恒泰柯同步整流MOS组成开关电源,由慧能泰HUSB339进行协议识别控制输出电压。此外采用黄宝石、钰邦和丰宾品牌电容进行输入输出滤波。

除氮化镓技术因素外,采用贴片保险丝、Y电容等小器件,电容、工字电感等柱状器件横置,使用绝缘胶带缠绕确保安全,变压器沉板处理等设计也很大程度上帮助缩小充电器体积。此外还贴有石墨导热贴纸避免局部热点,产品细节讲究。