耳机大厂QCY入局氮化镓快充市场,首款65W 1A1C充电器拆解

2021-06-28

近日充电头网拿到了QCY意象一款65W氮化镓充电器,配备1A1C接口,分别支持最大18W和65W快充,还支持18W+45W双口同时快充,可以满足手机和笔电同时快速充电需求。小编了解到,这款充电器采用了全套国产氮化镓快充方案,同时功率密度做到了0.8W/cm³,达到了多口65W氮化镓快充主流水准。

 

下面我们就对这款氮化镓充电器进行详细拆解,看看到底用的哪家方案。

 

一、意象65W氮化镓充电器外观

 

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包装盒正面印有品牌、充电器外观和特性标识等。

 

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背面印有充电器参数和认证信息。

 

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包装内含充电器和使用说明书。

 

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充电器采用方块造型设计,机身表面全部哑光处理,正背面设有小圆凹面方便用户插拔使用。

 

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机身上印有充电器参数信息

型号:PB21GN201GBA

输入:100-240V~50/60HZ 1.8A

单口输出:

USB-C1:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A

USB-A:5V3A、9V2A、12V1.5A

双口输出:45W+18W(USB-C:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V2.25A;

                                     USB-A:5V3A、9V2A、12V1.5A)

最大输出功率:65W Max

制造商:东莞市和乐电子有限公司

充电器已经通过了CCC认证

 

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输入端配备可折叠国标插脚,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1A1C万金油接口,分别为红色和黑色胶芯。

 

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测得机身高度为52.11mm。

 

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宽度为51.97mm。

 

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厚度为29.95mm。通过三维可以算得充电器体积约为81.1cm³,功率密度约为0.8W/cm³。

 

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和苹果61W充电器直观对比,体积优势明显。

 

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拿在手上的直观感受。

 

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净重约为103g。

 

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使用ChargerLAB POWER-Z KT002测得USB-C口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP协议,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PE2.0、PD3.0、PPS多个快充协议。

 

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此外PDO报文显示C口还具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五组固定电压档位,以及3.3-21V3.25A PPS电压档位。

 

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另外测得USB-A口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP协议,以及QC2.0/3.0和AFC快充协议。

 

二、意象65W氮化镓充电器拆解

 

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拆开外壳取出充电器,输入端采用金属弹片接触通电,模块正面覆盖纯铜散热片。

 

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测得模块长度为47.08mm。

 

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宽度为46.86mm。

 

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厚度为24.74mm。

 

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主板背面配备标准的导热垫、隔离板和黄铜散热片。

 

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散热片和主板锡焊固定。

 

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模块顶部、侧面以及背面均贴有导热垫,帮助整流桥、高低压MOS管以及变压器等导热,高压侧元件有绝缘板。

 

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PCB板正面一览,电容、变压器等打胶加固,输入输出端均设有小板。

 

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PCB板背面一览,初级次级分界明显,还能看到开关电源的核心器件。

 

通过观察发现,意象65W 1A1C氮化镓充电器采用反激开关电源宽范围输出,USB-A口由升降压转换电压输出,两个接口由独立的协议芯片控制。下面从输入端开始深入了解整个电路设计情况。

 

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输入端一览,主板上有保险丝、压敏电阻、共模电感、滤波电感以及三颗高压滤波电解电容。

 

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输入端小板拆下,正面有安规X电容、第二颗共模电感以及两颗高压滤波电解电容。

 

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背面设有两颗整流桥。

 

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延时保险丝规格为3.15A 250V。

 

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05D511K压敏电阻特写。

 

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共模电感特写,双线绕制。

 

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另一颗共模电感特写,两级设计,用于滤除EMI干扰。

 

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安规X电容特写。

 

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WRMSB30M整流桥来自沃尔德,采用两颗以均摊发热。

 

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小板上的两颗高压滤波电解电容均来自益阳万京源,且规格相同,都是400V 22μF。

 

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主板上的三颗高压滤波电解电容也是来自万京源,其中两颗规格为400V 22μF,一颗规格为400V 33μF。

 

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滤波电感特写。

 

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输出端一览,左侧是变压器和两颗固态电容,右侧两个USB母座均焊接在小板上。

 

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开关电源主控芯片采用南芯SC3021C,满足各类高频QR快充需求。SC3021C专有GaN直驱设计,省去外置驱动器或者分立驱动器件。集成分段式供电模式,单绕组供电,无需复杂的供电电路。内置高压启动及交流输入Brown In/Out功能,集成了X-cap放电功能。SC3021C最高支持170KHz工作频率,适用于绕线式变压器。

 

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南芯SC3021C资料信息。

 

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高压开关MOS管采用英诺赛科INN650D02氮化镓功率芯片,额定耐压为650V,峰值耐压750V,导阻低至0.2Ω,符合JEDEC标准的工业应用要求,支持ESD保护,支持开尔文源极。最高工作温度150℃。

 

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。

 

值得一提的是,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联想小新100W双C口氮化镓快充努比亚30W氮化镓快充努比亚120W 2C1A三口氮化镓快充品胜65W 2C1A氮化镓快充红魔手机6 Pro标配120W PD氮化镓快充REMAX 100W氮化镓充电器摩米士100W 2A2C氮化镓快充努比亚65W PD氘锋氮化镓快充飞频65W PD氮化镓充电器魅族65W氮化镓充电器等多款产品采用,芯片质量获得市场认可。

 

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变压器特写。

 

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OR-1008光耦,用于初级次级通信,反馈调节输出电压。

 

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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,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,也可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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同步整流控制器采用南芯半导体SC3503,这是一颗自适应开通检测和快速关断同步整流控制器,无需辅助线圈供电,输出电压最低可低至0V,专利的自适应开通检测电路避免同步整流管误开通,兼容多种MOS,具有超低的静态电流,支持多种工作模式,支持高侧和低侧同步整流,外围元件非常精简。采用SOT23封装,适用于宽输出范围反激适配器应用。

 

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南芯SC3503资料信息。充电头网拆解了解到,该芯片已经被努比亚30W氮化镓快充华科生65W 2C1A氮化镓快充充电器采用。

 

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同步整流管特写,丝印CWR10041AE。

 

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两颗输出滤波固态电容也是来自万京源,规格均为25V 56μF。

 

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C口母座所在小板正面设有协议芯片以及输出VBUS开关管。

 

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背面没有元器件。

 

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C口协议芯片采用珠海智融SW2303,通过高通QC5认证,是业内第一颗非MCU架构的QC5认证协议芯片。这是一款高集成度USB Type-C/Type-A接口快充协议芯片,支持PD、QC、FCP、高低压SCP、AFC、SFCP以及PE等主流快充协议;支持光耦反馈和FB反馈两种工作模式;支持4KV ESD HBM。

 

SW2303集成了CV/CC控制环路,Type-C接口逻辑,快充协议控制器,以及多种安全保护功能。配合AC-DC或DC-DC以及少量的外围元器件,即可组成完整的高性能的Type-C/Type-A口快速充电解决方案。

 

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智融SW2303资料信息。

 

充电头网拆解了解到,智融SW2303此前还被宜丽客45W PD快充科讯迷你20W PD快充充电器使用,此外智融其它快充协议芯片还被还被华硕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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输出VBUS开关管丝印R03N041AP。

 

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USB母座特写,过孔焊接。

 

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A口母座所在小板一面设有升降压转换器、电感以及协议芯片。

 

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USB-A接口采用南芯半导体的同步升降压芯片SC8903进行电压转换。该芯片是一颗内部集成四管H桥的高效率同步升降压转换器,支持最高24V工作电压,支持动态输出电压控制,开关频率可调节,具有可编程的输入和输出电流限制,支持多种保护功能。

 

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南芯SC8903规格资料。充电头网了解到,南芯SC8903此前已被mophie 65W 1A1C氮化镓快充邦克仕65W 1A1C氮化镓快充SlimQ 65W 1A1C氮化镓快充傲基65W双C口氮化镓充电器Anker PowerCore Fusion PD超级充MOMAX 66W USB PD充电器等产品采用。

 

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同步整流升降压搭配一颗6R8合金电感进行电压转换。

 

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协议芯片采用天德钰FP6601Q,支持高通QC3.0/2.0与华为FCP,通过监控USB D+/D-上的电压数据自动调整供电设备上的输出电压,互相握手识别后设备提升充电功率缩短充电时间。在本身就支持QC3.0,QC2.0和FCP的情况下,还能自动识别APPLE、三星、BC1.2协议。

 

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天德钰FP6601Q详细规格资料。

 

据充电头网了解,天德钰FP6601Q快充协议芯片此前已被紫米18W QC3.0快充充电器紫米65W USB PD三口快充充电器DHL USB PD双口充电器等产品采用。此外,FP6601Q还可用于车充、移动电源领域,并被数十款电源配件采用

 

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另一面设有输出滤波固态电容,也是来自万京源,规格为25V 180μF。

 

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USB-A母座特写。

 

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全部拆解完毕,来张全家福。

 

充电头网拆解总结

 

QCY意象这款65W氮化镓充电器在配备折叠插脚以及双输出接口的情况下,整体体积也做得比较小,携带方便。同时机身哑光处理,使用手感很好。接口支持QC、AFC、FCP、SCP、PE2.0、PD3.0、PPS多个快充协议,可以很好兼容市面上绝大多数品牌设备,满足其快充需求。

 

充电头网通过拆解了解到,充电器采用南芯半导体SC3021C+SC3503高频QR氮化镓快充方案,搭配国产氮化镓功率芯片英诺赛科INN650D02。USB-C口采用智融SW2303协议芯片控制输出电压;USB-A口采用南芯SC8903进行同步整流升降压,天德钰FP6601Q协议芯片控制输出电压。滤波电容全部来自益阳万京源,接口内部数据脚对地均有TVS进行静电保护,充电器大小器件均为国产,实现氮化镓快充的全国产化。