拆解报告:QCY 65W 2C1A氮化镓快充充电器

2021-08-07

前不久耳机大厂QCY意象推出了一款65W氮化镓充电器,正式进军氮化镓快充市场。8月5号,意象又推出了新款65W氮化镓快充充电器,让消费者又多了一个新的选择。

 

意象新款65W氮化镓快充充电器相比第一款,整体外观设计基本相同,配备2C1A三个接口,两个C口都支持65W大功率快充,性能相同,支持功率盲插使用方便。此外还支持45W+20W充电策略,可满足MacBook和iPhone 12同时快充。

 

USB-A口支持最大60W大功率快充,还支持华为22.5W超级快充,可满足华为手机日常快充需求。三个接口支持市面上多个主流快充协议,性能强悍实用。下面我们就对这款氮化镓充电器进行详细拆解,看看用料做工如何。

 

一、意象65W氮化镓充电器外观

 

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充电器采用方块造型设计,PC阻燃材质白色外壳,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:PB21GN301GBA

输入:100-240V~50/60HZ 1.8A

单口输出:

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

USB-A:4.5V3A、5V3A、9V3A、12V3A、20V3A

双口输出:

C1+C2:45W+20W

C1+A:45W+18W

C2+A:5V2A+5V2A

三口输出:

C1+C2+A:45W+5V2A+5V2A

最大输出功率:65W

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2C1A三个USB接口,分别为红色和黑色胶芯。此外外壳上印有QCY品牌logo。

 

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测得充电器机身高度为60.41mm。

 

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宽度为61.81mm。

 

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厚度为31.75mm。

 

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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140g。

 

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使用ChargerLAB POWER-Z KT002测得USB-C1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C1口还具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五组固定电压档位,以及3.3-21V3A PPS电压档位。

 

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另外使用KT002测得USB-C2口输出协议和C1口的一样。

 

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PDO报文也完全相同,两个C口单口输出性能完全一样,支持功率盲插,日常使用很方便。

 

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最后测得USB-A口也支持QC、AFC、FCP、SCP、PE2.0多个主流快充协议。

 

二、意象65W氮化镓充电器拆解

 

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将输出端外壳拆开,采用超声波焊接封装。

 

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充电器输入端是接触式通电设计,可以直接将PCBA模块抽出。

 

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测得模块长度为54.8mm。

 

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宽度为55.94mm。

 

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厚度为25.41mm。

 

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PCBA模块正面覆盖导热垫、绝缘隔离板和黄铜散热片。

 

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主板背面也是相同的三层散热绝缘设计,不过背面散热板改为纯铜材质,锡焊固定。

 

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去掉散热片和导热垫,初次级间设有隔离板。

 

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主板背面,设有整流桥、开关电源核心器件、MCU等,整体外围电路非常简洁,初次级间镂空以穿过绝缘隔离板。

 

通过观察发现,QCY意象这款65W 2C1A氮化镓充电器采用高频QR开关电源定压输出,两路DC-DC二次降压电路三口输出架构,输出功率智能分配。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,保险丝、电容、电感等器件全部打胶加固。

 

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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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安规X电容特写。

 

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共模电感双线绕制,用于滤除EMI干扰。

 

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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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滤波电感特写。

 

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充电器初级侧一共设有五颗高压滤波电解电容,均来自万京源,其中四颗规格为400V 22μF,一颗规格为400V 33μF。

 

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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。

 

充电头网拆解了解到,南芯SC3021x还被意象65W氮化镓充电器努比亚30W氮化镓快充古石科技迷你30W氮化镓快充创富源迷你33W 1A1C氮化镓快充、、睿元实业33W 1A1C氮化镓快充REMAX 30W氮化镓快充数十款产品采用,品质获得客户高度认可

 

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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,RM8磁芯。

 

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光耦特写,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电容除了被贝尔金安克QCY声丽麦多多OPPO联想努比亚倍思海陆通第一卫等品牌的数十款快充产品使用,此外还被伊戈尔40W LED驱动电源长虹42英寸智能网络电视42P3F内置电源卓飞航45W氮化镓超快墙充等产品使用,性能获得客户一致认可

 

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输出端一览,三个USB母座均焊接在小板上,左侧还有两颗滤波固态电容。

 

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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。

 

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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 560μF。

 

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一颗无丝印MCU,用于端口输出功率智能匹配。

 

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两个C口母座所在小板设计完全相同,正面设有降压电感和滤波电容。

 

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小板另一面设有降压协议IC和三颗MOS管。

 

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两路二次降压电路主控芯片均采用智融SW3516H,用于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。

 

SW3516H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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外挂两颗R03N041AP MOS管输出同步整流降压。

 

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磁环降压电感特写。

 

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二次滤波固态电容也是来自万京源,规格为25V 180μF。

 

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输出VBUS开关管特写,丝印CWT3125AP,双NMOS,负责USB-A口和USB-C口。

 

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USB-C母座特写,过孔焊接。

 

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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意象新款65W氮化镓充电器在外观上和第一款的一样,多增加了一个C口,最多可以同时为三台设备充电,充电无需等待,提高充电效率。充电器的整体输出性能也一样强悍,支持QC、AFC、FCP、SCP、PE2.0、PD3.0、PPS全主流快充协议,具备5-20V齐全电压档位,支持3.3-21V3A PPS快充,可以很好兼容市面上绝大多数品牌设备。

 

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。另外两路DC-DC电路均采用智融SW3516H方案。


充电器全部采用的万京源电解电容和固态电容进行输入输出滤波。PCBA模块整体覆盖导热垫和散热片,元器件打胶加固,初次级间设有隔离板。