拆一款游戏本专用120W氮化镓适配器!

2021-01-20

目前市面上绝大部分氮化镓充电器都是USB PD充电器,单口输出功率最高20V5A 100W,可以为超极本、平板、手机等设备提供轻巧便携的PD快充体验。然而游戏笔记本却没办法享受到这个红利,因为性能强大的游戏本功率已经超过USB PD 100W上限,游戏本用户只能使用又重又大的祖传大板砖。


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面对这种情况,尚巡将氮化镓高频高效优势应用到超大功率笔记本充电器当中,专门为游戏本而开发了一款120W游戏本氮化镓充电器,让游戏玩家也能体验到氮化镓充电器小巧强大便携优势。下面充电头网就对这款充电器进行详细拆解,看看其内部如何设计。


一、尚巡120W氮化镓充电器外观


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包装盒设计十分简洁,正面印有尚巡品牌、灰色的氮化镓(GaN)标识以及产品名称。


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背面印有充电器参数以及制造商信息。


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包装内含充电器、收纳袋和使用说明书。


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充电器采用PC阻燃材质黑色外壳,表面哑光处理,机身两侧过渡圆润。机身壳前后大小不一样,中间看上去有凸出,整个外壳像是拼装而成,设计很有特点。


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机身一角印有尚巡品牌logo。


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充电器输入端配备可折叠美规插脚。


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输入端外壳标有参数信息,边缘设有导光圈
型号:GS-AF-120W
输入:100-240V~50/60HZ 2A
输出:19V6.32A
制造商:深圳市尚合电子工业有限公司
产品已经通过了CE、FCC、RoHS认证。


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输出顶面配有LED指示灯,线缆两端均采用90°弯折设计,且都做了抗弯折处理。


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线缆输出端特写。


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使用游标卡尺实测充电器机身长度约为79.27mm。


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宽度为76.71mm。


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厚度为27.68mm。


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输出线缆长约1.7米。


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产品总重量约为251g。

二、尚巡120W氮化镓充电器拆解


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将输入端外壳拆开,插脚和PCB板通过导线连接通电,导线打胶绝缘。


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输出端外壳也拆开,输出导线用热缩管绝缘。


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两端外壳拆开后即可将充电器取出。


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PCB板正面覆盖导热垫和散热片。


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取下导热垫,正面最显眼的是PFC升压电感和变压器。输出端预留有空间和焊盘,可以基于这款设计焊接PD降压小板生产多口PD快充产品。



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背面也贴有导热垫,此外还额外贴有一层绝缘塑料膜。


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PCB板背面一览,初级采用PFC+LLC架构,由于固定电压输出,次级侧非常简洁,仅设有同步整流控制器和MOS管。


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输入端一览,左侧设有保险丝、两级共模电感、压敏电阻和X电容。


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延时保险丝特写,额定电流6.3A。


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10D471K压敏电阻,用于输入过压保护,当输入交流电压过高时,短路输入,保险丝熔断切断电路,保护后级元件。


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共模电感双线绕制,用于滤除EMI干扰。


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另一颗共模电感特写。


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红色X电容来自JURCC捷威电子。


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输入端整流桥WRLSB80M来自深圳市沃尔德实业有限公司,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。选用的LSB封装,拥有良好的散热特性,帮助中大瓦数适配器提升可靠性,单颗可做60W+。


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沃尔德 WRLSB80M 资料信息。

充电头网拆解了解到,沃尔德的软桥还被
摩米士100W 2A2C氮化镓快充努比亚1A1C 45W氘锋氮化镓快速充电器公牛65W PD快充插座麦多多2C1A 65W氮化镓充电器鸿达顺65W 氮化镓充电器OPPO 50W饼干氮化镓快充ROCK 65W氮化镓充电器等多款快充产品采用,产品性能获得客户一致认可。


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PCB板侧面一览。


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灰色滤波电容特写,333J1000V。


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两颗红色薄膜滤波电容也是来自捷威电子,容量0.47μF。


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滤波电感特写。


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LLC谐振电感特写,顶部贴有信息标签。


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PCB板另一侧一览,中间是变压器,两侧是输入输出滤波电容。


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五颗高压滤波电解电容均来自KNSCHA科尼盛,规格为400V 15μF,使用PFC升压电路可以降低输入电容容量。


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主控芯片供电电容特写,规格为50V 47μF。


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充电器初级PWM主控芯片采用NXP恩智浦TEA2016AAT,一颗芯片内置LLC控制器和PFC控制器,内置数字架构控制,简化了设计的同时减少外围元件数量,芯片内置多重完善的保护功能。


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恩智浦TEA2016AAT简介。该芯片此前已被MOMAX 100W氮化镓快充REMAX 100W氮化镓快充等产品采用。


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初级侧PFC开关管采用英诺赛科INN650D02,其耐压650V,导阻低至0.2Ω,符合JEDEC标准的工业应用要求,这是整个产品的核心元器件。INN650D02 “InnoGaN”开关管高频特性好,且导通电阻小,适合高频高效的开关电源应用,采用DFN8*8封装,具备超低热阻,散热性能好,适合高功率密度的开关电源应用。

英诺赛科向充电头网透露,INN650D02 “InnoGaN”开关管基于业界领先的8英寸生产加工工艺,是目前市面上最先量产的先进制程氮化镓功率器件,这项技术的大规模商用将推动氮化镓快充的快速普及。


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英诺赛科 INN650D02 详细资料。

充电头网拆解了解到,该氮化镓开关管还被
摩米士100W 2A2C氮化镓快充REMOAX 100W氮化镓快充努比亚65W USB PD氘锋氮化镓快速充电器努比亚1A1C 45W氘锋氮化镓快速充电器飞频65W USB PD氮化镓充电器魅族65W氮化镓充电器Lapo 65W USB PD氮化镓快充充电器ROCK 65W 2C1A氮化镓快充充电器等多款产品采用。


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PFC升压电感特写,整个使用绝缘胶带严密包裹。


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LLC半桥采用两颗谷峰GC11N65D5 NMOS管,耐压650V,导阻330mΩ,DFN5*6封装。


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谷峰 GC11N65D5 详细资料。


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从输出端看去,变压器放置在中间,输出采用多层绝缘线。


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变压器特写,外面缠绕绝缘胶带包裹。


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亿光EL 1019光耦,用于初级次级通信,反馈输出电压。


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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电容的产品还有第一卫20W快充小冰粒充电器OPPO 65W超级闪充氮化镓充电器联想90W氮化镓快充贝尔金20W氮化镓PD快充努比亚65W氮化镓充电器倍思120W氮化镓+碳化硅PD快充充电器飞频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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次级同步整流控制器采用恩智浦TEA1995T,其内置两个驱动器用于LLC架构开关电源的同步整流,外围元件精简。


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恩智浦TEA1995规格资料。


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次级采用谷峰GT090N06 双NMOS进行LLC同步整流。


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两颗输出滤波固态电容特写,规格都是25V 470μF,来自深圳市宏远纳川电子有限公司。


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LED指示灯特写。


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全部拆解完毕,来张全家福。

充电头网拆解总结


尚巡120W快充氮化镓充电器机身壳设计比较独特,同时自带1.7米长的圆头输出线缆,对于一款氮化镓充电器来说,这一设计也很少见,对仍在使用DC圆口取电的设备来说很友好,旧设备也能享受高效的快充体验。

充电头网通过拆解发现,这款充电器内置PFC功率因数校正电路,采用LLC+SR高性能架构。以恩智浦TEA2016AAT+TEA1995方案为核心,分别搭配英诺赛科氮化镓功率芯片和谷峰MOS管组成开关电源部分,实现效率和功率密度的提高,性能明显优于常规反激方案。

虽说自带圆头输出线缆很少见,但这款充电器在次级侧也预留有足够的空间,随时可以根据客户需求,设计不同类型的多口PD快充充电器,十分灵活。