拆解报告:米物甄妙65W 2C1A氮化镓充电器

2021-03-10

小米生态链下品牌米物推出了一款甄妙65W氮化镓充电器,有红色和绿色两种款式,并配有2C1A接口,其中两个C口均支持65W快充,可盲插使用。当同时使用时支持45W+20W双口快充,可满足MacBook和iPhone 12同时用电需求。USB-A口支持最大30W快充,同时支持华为22.5W SCP快充。今天就和大家分享这款充电器的拆解,看看其内部设计用料如何。


一、米物甄妙65W氮化镓充电器外观

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这款充电器采用长条柱状造型设计,机身壳分为两部分,分别喷刷绿金涂料,触摸光滑,腰身各面之间过渡圆润。

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机身上金色字体印刷65W GaN字样。

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输入端外壳上印有充电器参数

产品名称:米物甄妙氮化镓快速充电器

型号:ZPQ651CN-3

输入:100-240V~50/60HZ 1.5A

单口输出:

USB-C1/C2:3.3-11V3A、5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A

USB-A:4.5V5A、5V4.5A、9V3A、12V2.5A、20V1.5A

双口输出:

C1+C2:45W+20W(65W MAX)

C1+A:45W+18W(63W MAX)

C2+A:5V3A

三口输出:

C1+(C2+A):45W+5V3A

制造商:昭文电子(深圳)有限公司

监制:北京米物科技有限公司

产品已经通过了3C认证。


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采用的是可折叠国标插脚,携带方便且不会刮伤包里其它设备。

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输出顶面配有2C1A三个输出接口,两个C口黑色胶芯不露铜,USB-A口为绿色胶芯。

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使用游标卡尺实测充电器机身长度为65.84mm。

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宽度为30mm。

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厚度为34.08mm。通过三维可计算得充电器体积为67.31cm³,那么功率密度约为0.97W/cm³,多口氮化镓充电器中的佼佼者。

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和苹果61W充电器直观对比,体积优势非常明显。

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拿在手上的直观感受。

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净重约为101g。

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使用ChargerLAB POWER-Z 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、PE2.0多个快充协议。

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使用KT002检测USB-C1口输出协议,相比A口,还额外支持PD3.0、PPS快充协议。

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此外USB-C1口还具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五组固定电压档位,以及3.3-11V3A一组PPS电压档位。

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使用KT002检测发现USB-C2口输出协议和C1口的一模一样。

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PDO报文也相同,因此这两个C口单口输出性能一样,支持功率盲插,日常使用十分方便。

二、米物甄妙65W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AC导线连接通电。

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充电器输入端设有小板,顶部以及侧面有散热片帮助散热,高压侧包裹绝缘胶带。

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输出端设有三块小板,USB-C1母座所在小板背面贴有导热垫。

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主板正面整体一览,电容、变压器等打胶加固。

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主板背面一览,光耦、两颗贴片Y电容横跨在初次级之间,初级侧设有白色保险丝、主控芯片和氮化镓功率开关管,次级侧设有同步整流控制器和整流管。

经过对充电器电路观察后发现,这款氮化镓充电器采用了时下热门的开关电源定压输出,两路独立降压三口输出架构,其中USB-C1口单独一路,另外1A1C口一路,三口输出功率智能分配。下面我们从输入端开始深入了解整个电路设计情况。

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输入端一览,除小板外,还设有四颗高压滤波电解电容。

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小板拆下,正面有一颗共模电感。

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背面有一颗整流桥。

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贴片保险丝特写,额定电流5A。

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安规X电容来自东莞市成希电子有限公司。

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共模电感双线绕制,用于滤除EMI干扰。

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输入端FMSB4M整流桥特写。

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四颗高压滤波电解电容均来自广东蓝宝石实业有限公司,其中三颗规格为400V 22μF。

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一颗规格为400V 33μF。

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工字电感特写。

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PCB板侧面一览,中间放置变压器,变压器左侧固态电容用于同步整流输出滤波。

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充电器主控芯片为ON安森美NCP1342,这是一颗高集成的高频准谐振反激PWM控制器,内置主动X2电容放电和多重完善的保护功能,具有超低的待机功耗。

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充电头网通过拆解了解到,采用安森美NCP1342主控芯片的还有邦克仕65W氮化镓充电器倍思65W 2C氮化镓快充芯茂微65W 2C1A氮化镓快充小米55W氮化镓充电器华硕65W氮化镓充电器OPPO新款65W超级闪充氮化镓充电器一加65W Warp闪充充电器坚果65W单C口氮化镓充电器等。


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充电器采用纳微NV6115 GaN功率器件,这是充电器的核心元器件。NV6115内置驱动器以及复杂的逻辑控制电路,170mΩ导阻,耐压650V,支持2MHz开关频率,采用5*6mm QFN封装,节省面积,得益于NV6115内置驱动器,无需外置驱动器,更加节省PCB空间。

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纳微 NV6115 详细资料。


充电头网拆解了解到,采用纳微半导体NV6115的还有华硕2C1A 65W氮化镓充电器努比亚65W氘锋三口氮化镓快速充电器雷柏65W GaN快充小米GaN充电器Type-C 65W、OPPO 50W饼干氮化镓快充RAVPOWER 65W 1A1C氮化镓快充充电器贝尔金68W双C口GaN充电器、摩米士65W 2C1A氮化镓快充充电器、柚比30W 1A1C氮化镓快充充电器等产品。


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变压器使用绝缘胶带包裹,顶部贴有信息标签。

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亿光 EL1019光耦,用于初级次级通信,反馈输出电压。

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旁边两颗贴片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,特锐祥贴片Y电容除了被麦多多100W氮化镓OPPO 65W超级闪充氮化镓充电器联想90W氮化镓快充努比亚65W氮化镓充电器倍思120W氮化镓+碳化硅PD快充充电器等数十款大功率充电器使用外,还应用于海陆通第一卫贝尔金等品牌20W迷你快充上,性能获得客户一致认可

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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,支持DCM,CCM和QR以及ACF工作模式,支持标准电压和逻辑电压驱动的同步整流管。

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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的还有努比亚65W氘锋氮化镓充电器Pro坚果65W单C口氮化镓充电器联想90W闪充双口氮化镓充电器戴尔90W氮化镓充电器联想thinkplus 65W氮化镓口红电源Pro飞利浦65W快充插座等。


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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同步整流管采用威兆半导体VSP008N10MSC,NMOS,耐压100V,PDFN5x6封装。

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威兆VSP008N10MSC资料信息。据了解,威兆MOS也获得华为、小米、三星、OPPO等众多知名品牌的认可

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输出滤波固态电容来自华容伟业,规格为25V 680μF。

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输出端一览。

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将C1母座所在小板拆下,背面设有两路DC-DC降压电路。

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正面设有两路对应的降压电感以及滤波电容。

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无丝印MCU,用于三口输出功率智能分配。

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其中USB-C1口单独一路,采用智融SW3516H主控芯片进行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还被华硕65W 2C1A氮化镓充电器努比亚65W氘锋三口氮化镓快速充电器雷柏65W GaN快充绿联65W 4C口氮化镓快充充电器联想90W闪充双口氮化镓充电器鸿达顺120W四口2C2A快充等多款产品采用,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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两颗MOS管来自锐骏半导体,型号为RUH4040M2,耐压40V,用于为USB-C1口输出同步整流降压。

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锐骏RUH4040M2详细资料。

充电头网了解到,采用锐骏MOS的产品还有华硕65W 2C1A氮化镓充电器雷柏65W GaN快充绿联65W 4C口氮化镓快充充电器鸿达顺120W四口2C2A快充摩米士65W 2C1A氮化镓快充充电器倍思45W 1A1C氮化镓充电器倍思120W氮化镓+碳化硅PD快充充电器等多款产品采用。


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降压电感特写。

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降压输出滤波固态电容也是来自华容伟业,规格为25V 220μF。

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USB-C1母座特写,过孔焊接。

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USB-C2口和USB-A口为一路,降压协议芯片同样采用智融SW3516H,实现单口快充双口5V输出。

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外挂MOS管也是锐骏RUH4040M2。

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降压电感特写。

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另一颗降压滤波电容规格也是来自华容伟业,规格25V 220μF。

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威兆半导体VS3622DE,双NMOS管,耐压30V,PDFN3333封装,这里作为USB-C2和USB-A口的输出VBUS开关,右侧是两路输出的独立检流电阻。

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威兆半导体VS3622DE资料信息。充电头网了解到,采用该器件的产品还有公牛65W氮化镓快充华硕65W氮化镓快充努比亚65W氘锋三口氮化镓快速充摩米士65W 2C1A氮化镓快充等。


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USB-C2母座特写。

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USB-A母座特写,正负极加宽,舌片前端有特殊触点。

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全部拆解完毕,来张全家福。


充电头网拆解总结


米物甄妙65W氮化镓充电器采用常规柱状造型设计,不过机身配色别致,而非千篇一律的黑白款。充电器整体十分小巧,功率密度达到了0.97W/cm³,在多口氮化镓充电器中是非常少见的,携带外出方便。此外充电器支持QC、AFC、FCP、SCP、PE2.0、PD和PPS等主流快充协议,兼容性非常好,满足小米、华为、苹果等品牌手机、笔记本快充需求。


充电头网通过拆解了解到,这款充电器内部元器件采用三段式布局设计,清晰明了。输入输出端均设有小板,充分利用内部空间,而贴片保险丝和特锐祥Y电容的使用则可以为充电器节省空间。


充电器开关电源由安森美NCP1342搭配纳微NV6115氮化镓功率芯片,以及MPS MP6908A搭配威兆同步整流MOS组成。输出端两路DC-DC电路均采用智融SW3516H+锐骏RUH4040M2,整体用料主流。