插线板进入氮化镓时代,飞利浦65W快充插座拆解

2021-01-14

近期知名品牌PHILIPS飞利浦推出了新一代快充摩天轮插座,相比充电头网之前拆解的2A1C 18W快充摩天轮插座,新品插座不仅性能有了巨大提升,而且是首款采用GaN氮化镓技术的快充插座,功率提升至65W,体积仍能保持原来大小,小巧精致。


飞利浦新一代摩天轮插座具备三个2+3新国标插孔和2C1A USB输出接口,两类USB接口分别支持65W和60W大功率快充,其中两个C口单口输出性能完全一致,可盲插使用,还支持45W+18W双口充电模式,可满足两台设备同时快充,整体性能强悍。下面一起来看看飞利浦新款摩天轮插座内部用料做工如何。


一、飞利浦摩天轮插座外观


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包装盒采用天地盖设计,顶面设有PHILIPS品牌、产品外观图和名称。

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侧面设有产品三大特性标识。

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另一侧设有厂商和产品参数等信息。

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打开包装盒,插座机身顶面贴有防刮塑料膜保护。

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包装内含飞利浦摩天轮插座和使用说明书。

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这款产品采用摩天轮造型设计,腰身是三个平面和三个弧面交替组成,立体机身可节省桌面空间且方便电源线插入不受阻挡。

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产品总长度约1.6米。

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电源线采用三脚插头,外壳磨砂处理,两侧设有小凹面,方便用户插拔使用。

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电源线由中山市合怡电器有限公司生产,规格为3×1.0mm²,符合新国标规范。1.0mm²线缆比起0.75mm²旧标准可承载的电流值更大,温升更低,大功率使用更加安全。

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使用游标卡尺实测电源线直径为6.8mm,粗壮结实。

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电源线和机身交界处做了抗弯折处理。

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机身顶面亮面设计,并设有LED指示灯和PHILIPS品牌。

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底部设有飞利浦品牌logo以及插座相关参数信息
产品型号:SPS2316G/93
技术参数:MAX 2500W-MAX 10A,250V~
USB输入:100-240V~50/60HZ 1.5A
USB-C1输出:3.3-11V5A、5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A Max
USB-C2输出:3.3-11V5A、5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A Max
USB-A输出:4.5V5A、5V4.5A、9V3A、12V3A、20V3A Max            
USB-C1+USB-C2:45W+18W
USB-C1+USB-A:45W+18W
USB-C2+USB-A:15W
USB-C1+USB-C2+USB-A:45W+15W
制造商:广州市昊达电子有限公司
产品已经通过了3C认证。

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腰身三个功能平面均采用垂直拉丝工艺处理,增强摩擦,不易磨损。这一面设有2+3新国标插孔和USB-C快充口。

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AC插口内置安全门,防止异物进入发生意外。

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USB-C口内凹设计,接口旁设有Type-C1字样。

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另一面设有2+3新国标插孔和1A1C两个USB接口。

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USB接口旁也设有USB-A和USB-C2字样,此外USB-A口舌片前端设有特殊触点。

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第三个功能平面上只设有一个AC插口。

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此外还凹印MAX 2500W,表明产品最大输出功率。

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接通电源,顶面的LED灯亮淡蓝色光。

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使用ChargerLAB POWER-Z KT002检测USB-C1口输出协议,显示支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP协议,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、MTK PE+2.0、PD3.0和PPS多个快充协议。

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另外POD报文显示USB-C1口还具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五组固定电压档位,以及3.3-21V3A一组PPS电压档位。

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使用KT002检测USB-C2口输出协议,显示支持协议和USB-C1口的一样。

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此外PDO报文也相同,这两个USB-C口单口输出性能完全一样,支持盲插使用更方便。

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最后使用KT002检测USB-A口输出协议,显示支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP协议,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、MTK PE+2.0等快充协议。

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产品实际使用场景一览,即使将三面的接口全部插满,也不会有任何打架现象。

二、飞利浦摩天轮插座拆解

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将机身底部外壳拆开,可见火线、零线和地线,电源线尾端使用螺丝和锁扣进行固定。

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将插座模块取出,下面是充电器模块,两者通过红蓝导线进行连接。

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将充电器取出,主板两边分别焊接黄铜散热片和二次降压PCB板,散热片与变压器之间有导热垫,USB母座使用小板垂直焊接。

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主板采用六边形设计,和机身造型契合,初次级之间设有隔离板。

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PCB板背面一览。

经过对充电器电路观察后发现,飞利浦65W氮化镓快充摩天轮插座的充电器部分采用了时下热门的开关电源定压输出,多路输出独立降压的设计架构。其中USB-C1以及另外1A1C分两路独立二次降压、三个接口输出。下面从输入端开始深入了解整个电路设计情况。

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输入端保险丝,共模电感,X电容整流桥等元件。

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延时保险丝特写,额定电流3.15A。

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共模电感特写,用于滤除EMI干扰。

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安规X2电容来自KNSCHA科尼盛电子有限公司,已获美国UL认证、加拿大CUL认证、德国VDE认证、欧盟ENEC10认证、中国CQC认证、韩国KC认证等多项国际安全认证,品质卓越,安全耐用。

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另一颗X2电容同样来自科尼盛,长焊脚叠放设计,节省面积。

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相邻侧面一览,设有整流桥、高压滤波电解电容、氮化镓功率开关管以及变压器等器件,并使用黄铜散热片扩大散热面积。

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D4KB100整流桥特写。

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高压滤波电解电容规格为400V 56μF,永铭KCX系列。这是永铭2019年推出的快充电源专用产品,其工作温度范围在-55℃~105℃,3000小时寿命,并具备抗雷击、低漏电流(低待机功耗)、高纹波电流、高频低阻抗等性能优势。


充电头网了解到,凭借小体积的特点,永铭KCX系列电解电容还被京造65W 1A1C氮化镓快充充电器努比亚65W 2C1A氘锋氮化镓快充毕亚兹2C1A 65W氮化镓快充SlimQ 65W氮化镓USB PD快充爱否开物1A2C 65W PD氮化镓快充等产品采用,获得客户一致认可


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另外三颗黑色电容均为SAMXON万裕品牌,规格都是400V 22μF。

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工字电感外套热缩管。

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主控芯片为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,并且具有超低的待机功耗,支持宽工作电压范围。
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   安森美NCP1342 详细资料。


充电头网通过拆解了解到,初级侧采用安森美NCP1342主控芯片的还有摩米士65W 2C1A氮化镓快充充电器、柚比30W 1A1C氮化镓快充充电器、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、洛克65W氮化镓PD快充充电器等。


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充电器核心氮化镓功率器件来自加拿大氮化镓系统公司(GaN Systems),型号GS-065-011-1-L,650V耐压,导通电阻150mΩ,DFN5x6封装,支持超高开关频率,高效率输出。这颗GaN开关管设计时简化了驱动要求,所以没有采用外置驱动IC。芯片底部焊盘露铜过孔散热,正面采用黄铜散热片散热。

充电头网通过拆解了解到,初级侧采用加拿大氮化镓系统公司(GaN Systems)氮化镓器件的还有:研吉65W 1A1C氮化镓快充,同时 GaN Systems 公司也提供了采用该款氮化镓器件的65W 18.5瓦每立方英尺QR(准谐振)单口USB-C PD 完整方案。

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GaN Systems GS-065-011-1-L详细资料信息。

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变压器使用绝缘胶带包裹,侧面贴有信息标签。

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亿光EL 1018光耦,横跨在初级和次级之间,用于初级次级通信,反馈输出电压。光耦旁边设有一颗LED指示灯。

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贴片Y电容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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旁边蓝色Y电容来自STE松田电子,用于输出抗干扰。

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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。

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MPS MP6908A详细规格参数。


充电头网拆解了解到,采用MPS MP6908A的还有Aukey 100W氮化镓快充联想90W闪充双口氮化镓充电器戴尔90W PD多口充电器罗马仕65W USB PD氮化镓充电器。此外MPS同步整流芯片还被小米9 Pro原装45W快充充电器thinkplus 45W USB PD充电器thinkplus 65W口红USB PD充电器紫米65W 2C1A桌面PD快充充电器谷歌Pixelbook原装45W USB PD快充充电器数十款产品采用


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次级同步整流MOS管采用AOS万代的AONS62922,NMOS,耐压120V。

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AOS AON62922详细规格资料。

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同步整流输出滤波电解电容也是由永铭提供。

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其规格为25V 680μF。

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USB-C1母座使用小板垂直焊接。

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另一端1A1C母座也是焊接在小板上。

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两个输出端之间设有二次降压小板。

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次降压板背面一览,设有两路二次降压电路,分别用于USB-C1和另外1A1C口二次降压输出。

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小板正面一览,设有磁环降压电感和固态电容等器件,磁环降压电感采用热缩管绝缘。

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无丝印MCU,用于三口输出功率智能分配。

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USB-C1降压电路主控芯片采用的是智融SW3516H,用于降压控制和协议识别。

智融SW3516H是一款高集成度的多快充协议双口充电芯片,支持A+C口任意口快充输出,支持双口独立限流。其集成了5A 高效率同步降压变换器。支持PPS/PD/QC/AFC/FCP/SCP/PE/SFCP等多种快充协议,最大输出PD 100W,CC/CV 模式,以及双口管理逻辑。外围只需少量的 器件,即可组成完整的高性能多快充协议双口充电解决方案。

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充电头网通过拆解发现,SW3516H还被努比亚65W 2C1A氮化镓充电器洛克65W氮化镓快充充电器RAVPOWER 65W 1A1C氮化镓快充充电器毕亚兹65W 2C1A氮化镓充电器等多款产品采用,此外智融的快充芯片还可用于USB PD快充移动电源、快充车充等领域


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智融SW3516H外挂两颗MOS管用于输出同步整流降压,MOS管表面打磨处理,丝印不清晰。

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另外1A1C接口二次降压电路主控芯片采用智融SW3518S,外挂的MOS管同样打磨处理。

SW3518S是一款高集成度的多快充协议双口充电芯片,并已经通过了VOOC认证。芯片支持A+C口任意快充输出,支持双口独立限流,集成了5A高效率同步降压变换器,支持PPS、PD、QC、AFC、FCP、SCP、PE、SFCP、VOOC等多种快充协议,最大输出PD100W。

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智融SW3518S资料信息。

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两颗磁环电感均外套热缩管,分别用于两路输出降压。

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降压输出滤波固态电容,来自肇庆绿宝石,规格为25V 220μF。

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另一颗特写,也是来自绿宝石,规格也是25V 220μF。

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小板左上角设有1A1C接口的输出VBUS开关管。

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背面还有一颗,这两颗MOS管也是做了打磨处理。

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USB-C母座特写。

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另一个USB-C母座特写。

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USB-A母座特写,舌片前端设有特殊触点,用于支持大电流快充协议。

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插座模块采用独立的三个安全门板。

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插座模块采用卡扣封装,内部采用一体铜带设计。

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全部拆解完毕,来张全家福。

充电头网拆解总结

PHILIPS飞利浦65W氮化镓快充摩天轮插座集成了3个2+3新国标插孔和2C1A三个接口,USB接口支持65W和60W大功率快充,兼容多快充协议,具备齐全的电压档位,可满足各类设备的快充需求。设计上,采用新颖的摩天轮造型设计,在氮化镓加持下,更小更时尚;两个C口单口输出性能完全一样,提升用户使用体验。


充电头网通过拆解了解到,充电器AC-DC部分由安森美NCP1342搭配GaN systems氮化镓功率芯片,以及MPS MP6908A搭配万代同步整流MOS组成。然后分USB-C1以及另外1A1C两路独立降压后分三口输出,分别采用智融SW3516H和SW3518S进行降压控制和协议识别。充电输入输出端采用永铭和绿宝石电容进行滤波,变压器和氮化镓芯片配有黄铜散热片散热,输出端设有二次降压小板充分利用内部空间,产品整体用料做工讲究。