拆解报告:古石科技迷你30W氮化镓快充充电器

2021-07-21

现今20-30W迷你充深受市场欢迎,为此近期古石科技推出超薄20W饼干充电器以及30W级迷你快充供客户选择。前者专为iPhone 12用户设计,小巧便携,充电头网已经对其进行了详细拆解。

 

而30W迷你充则是为其他品牌手机设计,满足用户对更大功率迷你充的需求。这款充电器有固定和折叠插脚两种款式,满足居家办公和外出携带等不同场景的使用需求,并通过了CCC、FCC、PSE、ETL认证,全球主要国家或地区都能使用。下面充电头网就对这款充电器进行详细拆解,看看做得如何。


此前充电头网还拆解过古石20W 迷你充古石20W饼干快充古石科技30W USB PD充电器古石科技18W PD充电器等产品,此外还有多款产品可供客户选择

 

一、古石科技迷你30W氮化镓快充外观

 

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包装盒正面印有充电器名称、外观简图以及三大特写标识,简洁又凸出。

 

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背面印有使用注意事项。

 

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侧面印有产品参数以及认证信息。

 

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包装内仅有充电器。

 

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实际上古石科技这款迷你30W氮化镓充电器有固定和折叠插脚两种款式,分别满足居家办公和外出携带等使用需求。

 

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两款充电器机身长度不同,折叠插脚款式稍长一些,多出的恰好是插脚的位置。

 

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除此之外,两者的横截面大小相同,性能参数也一样。下面我们以固定插脚款式为例进行介绍。

 

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充电器采用小方块造型设计,PC阻燃材质白色外壳,腰身拉丝工艺处理,顶面高光亮面,整体外观十分简洁。

 

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输入端外壳上标注有充电器参数信息

型号:GS-W30A0931

输入:100-240V~ 50/60Hz 0.8A

输出:5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A、3.3-11V3A

产品已经通过了CCC、FCC、PSE、ETL认证。

 

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配备的是美规插脚。

 

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输出顶面微凸,配备单USB-C口,白色胶芯不露铜。

 

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测得充电器机身高度为34.9mm。

 

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宽度为32.13mm。

 

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厚度为32.08mm。通过三维可以算得充电器体积约为35.97mm,若按30W功率算,功率密度为0.83W/cm³;若按33W功率算,功率密度为0.92W/cm³。

 

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和苹果30W充电器直观对比,体积优势非常明显。

 

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横截面比一元硬币大一些。

 

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充电器净重约为43g。

 

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使用ChargerLAB POWER-Z KT002检测USB-C口输出协议,显示支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP协议,以及QC2.0/3.0、AFC、PD3.0、PPS快充协议。

 

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此外PDO报文显示C口还具备5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五组固定电压档位,以及3.3-11V3A和3.3-16V2A两组PPS电压档位。

 

二、古石科技迷你30W氮化镓快充拆解

 

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将输入端外壳拆开,插脚和金属片压接,接触式通电。

 

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测得模块长度为31.35mm。

 

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宽度为27.32mm。

 

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厚度为25.06mm。

 

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PCBA模块采用三块小板组合焊接设计。

 

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元器件之间打胶加固。

 

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输入输出电容外套绝缘塑料壳。

 

通过观察发现,古石科技这款30W迷你充电器采用高频QR开关电源宽范围输出,协议芯片控制接口输出电压的设计架构。下面我们从输入端开始一一了解各器件的信息。

 

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输入端小板背面设有整流桥和开关电源主控芯片。

 

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将模块拆分开,两块小板中间是一体化塑料绝缘件,输入端小板正面有保险丝、NTC浪涌抑制电阻、共模电感、滤波电容、工字电感、变压器等。

 

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保险丝外套绝缘管保护。

 

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NTC浪涌抑制电阻,用于抑制上电浪涌电流,减小插电的冲击。

 

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共模电感特写,用于滤除EMI干扰。

 

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WRMSB30M整流桥特写。

 

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三颗高压滤波电解电容来自绿宝石,规格都是400V 18μF。

 

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工字电感外套热缩管。

 

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主控芯片供电电容规格为50V 10μF。

 

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开关电源主控芯片为南芯SC3021D,支持170KHz GaN直驱,专为30W氮化镓充电器设计,在该方案下可采用ATQ17/15绕线式变压器,极具性价比。

 

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据了解,南芯SC3021x满足各类高频QR快充需求,采用专有的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。

 

充电头网拆解了解到,南芯快充芯片可应于充电器、车充、移动电源、储能电源等产品,此前已被安克PowerHouse II 400户外电源羽博300W便携式储能电源三星45W PD快充车充紫米20号200W PD快充移动电源紫米65W 2C1A桌面PD快充安克Nano 20W PD快充充电器数十款产品采用,品质获得客户高度认可

 

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变压器特写,使用绝缘胶带严密包裹。

 

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连接小板正面设有氮化镓功率开关管、光耦以及贴片Y电容。

 

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氮化镓功率芯片采用英诺赛科INN650DA04,耐压650V,导阻480mΩ(max),具备高频高效、极低损耗、快速主动散热等特点,同时采用DFN5*6封装,实现小体积、高效率的充电器设计。

 

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英诺赛科INN650DA04资料信息。

 

INN650DA04是InnoGaN系列第二代新品,此前已被REMAX 30W氮化镓快充采用。第一代氮化镓功率芯片INN650D02此前已被品胜65W 2C1A氮化镓快充红魔手机6 Pro标配120W PD氮化镓快充尚巡120W氮化镓适配器REMAX 100W氮化镓充电器摩米士100W 2A2C氮化镓快充努比亚65W USB 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Lapo 65W PD氮化镓快充充电器ROCK 65W 2C1A氮化镓快充等多款产品采用,芯片质量获得市场认可。

 

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OR-1009光耦特写,用于初级次级通信,反馈输出电压。

 

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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,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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输出端小板镂空,避免积热,这一面设有一颗同步整流控制器。

 

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小板另一面设有同步整流管、滤波电容、协议芯片以及输出VBUS开关管。

 

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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,该芯片已经被科讯迷你33W氮化镓快充意象65W氮化镓充电器努比亚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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同步整流管采用威兆VSP008N10MS,耐压100V,PDFN5x6封装。

 

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威兆VSP008N10MS资料信息。

 

充电头网拆解了解到,采用威兆VS3610AE的还有小米11 Pro/Ultra标配67W快充Aohi迷你30W氮化镓充电器奥海科技45W迷你氮化镓充电器公牛65W氮化镓充电器联想拯救者45W PD快充充电器绿联65W氮化镓快充等产品,同时使用威兆其它MOS的还有小米6口USB充电器60W快充版紫米65W PD迷你充电器RAVPower 45W GaN PD充电器华为20W电荷泵快充充电器倍思45W PD快充充电器数十款产品采用

 

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两颗输出滤波固态电容也是来自绿宝石,规格为25V 330μF。

 

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协议芯片同样来自南芯,型号为SC2151A。该芯片采用16-pin QFN 4*4mm封装,是一颗支持PD和DP/DM快充协议的控制器,内部集成反馈环路,支持最新的Type-C和PD3.0标准,同时还支持使用DP/DM接口的专有快充协议,适用于各类适配器应用。

 

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南芯SC2151A内部集成了32位高性能MCU内核,集成24kB单次编程存储器和2kB RAM。该控制器针对各类快充协议集成了USB PD物理层、Type-C检测、DP/DM快充协议物理层,VCONN供电。

 

此外,针对快充适配器方案内置了输出放电路径、内置可编程反馈补偿、电压电流检测、10bit高性能ADC、两个10bit DAC、NMOS通路管驱动、I2C通信接口以及丰富的保护电路,为适配器等应用提供了简单高效的协议控制器解决方案。据充电头网了解到,该芯片已经获得USB-IF PD3.0认证,TID:4869。

 

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输出VBUS开关管采用威兆半导体VS3618AE。NMOS,耐压30V,PDFN3333封装。

 

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威兆VS3618AE资料信息。

 

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USB-C母座特写,过孔焊接,白色舌片不露铜,内部夹钢片经久耐用。

 

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全部拆解完毕,来张全家福。

 

充电头网拆解总结

 

古石科技这款迷你30W氮化镓充电器十分小巧,腰身拉丝顶部亮面,使用手感别致。充电器兼容QC、AFC、PD3.0、PPS快充协议,具备5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五组齐全电压档位,以及3.3-11V3A和3.3-16V2A两组PPS电压档位,整体兼容性很好,满足各大品牌安卓手机、平板快充需求,也能满足iPhone系列手机快充。

 

充电头网通过拆解了解到,充电器采用三块电路板组合焊接,U型结构设计,为了提高整体稳定性,元器件间的缝隙填充硅胶,另外滤波电容外套塑料壳绝缘,输出端小板镂空避免积热。


充电器采用南芯半导体SC3021C+SC3503+SC2151A全套高频QR氮化镓快充方案,搭配英诺赛科第二代氮化镓功率芯片INN650DA04,威兆MOS管同步整流以及输出保护,绿宝石电容进行输入输出滤波,用料可靠。



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