拆解报告:华科生迷你30W氮化镓快充充电器

2021-08-21

面对正在快速兴起的30W级迷你快充市场,深圳华科生数字科技有限公司近期相继推出了常规方案迷你33W快充和迷你30W氮化镓快充两款产品。前一款虽为常规coolmos方案,华科生仍能将33W充电器做到1.04W/cm³,公司研发实力相当厉害。

 

而近期推出的这款迷你30W氮化镓快充,凭借氮化镓的加持,功率密度更近一步,达到了1.12W/cm³,整个充电器相当小巧,走在了整个行业的前端。另外充电器兼容快充协议丰富,具备齐全电压档位,也相当实用。下面充电头网继续对这款氮化镓迷你充进行拆解,看看用料做工如何。

 

值得一提的是,华科生还有迷你22.5W SCP快充充电器65W 2C1A氮化镓快充充电器HPA-04N华科生65W 2C1A氮化镓快充充电器HPA-09N等产品可供客户选择,充电头网此前也分别作了详细拆解。

 

一、华科生迷你30W氮化镓快充外观

 

1.jpg


华科生这款迷你30W氮化镓快充采用PC材质白色外壳,表面哑光,顶面微凸。充电器腰身以及顶面均空白,方便客户进行差异化定制。

 

2.jpg


充电器配备固定式国标插脚。

 

3.jpg


输入端外壳上印有充电器参数

型号:HPA-15N200150CC01

输入:100-240V~50/60HZ 0.7A

输出:5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A

PPS:3.3-11V3A、3.3-16V2A

制造商:深圳华科生数字科技有限公司

产品已经通过了3C认证。

 

4.jpg


顶面USB-C靠边缘布局为3次MD,橙色胶芯不露铜。

 

5.jpg


测得充电器机身高度为34.72mm。

 

6.jpg


宽度为27.74mm。

 

7.jpg


厚度为27.74mm。通过三维可以算得充电器体积约为26.72cm³,功率密度为1.12W/cm³。

 

8.jpg


和苹果30W快充相比,体积优势非常明显。

 

9.jpg


拿在手上的直观感受。

 

10.jpg


净重约为41g。

 

11.jpg


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、PD3.0和PPS快充协议。

 

12.jpg


同时还具备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、华科生迷你30W氮化镓快充拆解

 

13.jpg


将输入端外壳拆开,超声波焊接封装。PCBA模块元器件间的空隙填充蓝色导热硅胶,用于导热和绝缘。

 

14.jpg


PCBA模块由两块小板组合焊接,小板初次级间设有隔离板。

 

15.jpg


测得模块长度为29.6mm。

 

16.jpg


宽度为21.71mm。

 

17.jpg


厚度为21.87mm。

 

18.jpg


输入端一览,工字电感、高压滤波电解电容和变压器则焊接在侧边小板上。

 

19.jpg


小板背面设有开关电源主控芯片、氮化镓功率芯片和光耦。

 

20.jpg


将小板拆分开,变压器右侧还有一颗贴片Y电容。

 

21.jpg


保险丝和共模电感均外套绝缘管。

 

22.jpg


共模电感双线绕制,用于滤除EMI干扰。

 

23.jpg


WRMSB30M整流桥特写。

 

24.jpg


工字电感特写。

 

25.jpg


高压滤波电解电容采用永铭KCX系列产品,该系列产品工作温度范围在-55℃~105℃,3000小时寿命,并具备抗雷击、低漏电流(低待机功耗)、高纹波电流、高频低阻抗等性能优势。

 

充电头网了解到,凭借小体积的特点,永铭KCX系列电解电容还被公牛65W氮化镓快充飞利浦65W氮化镓快充插座摩米士65W 2C1A氮化镓快充充电器柚比30W 1A1C氮化镓快充充电器京造65W 1A1C氮化镓快充充电器努比亚65W 2C1A氘锋氮化镓快充等产品采用,获得客户一致认可

 

26.jpg


规格为400V 22μF。

 

27.jpg


黑色电解电容来自jsh益阳万京源,规格也是400V 22μF。

 

28.jpg


开关电源主控芯片采用茂睿芯MK2697A,这是专为PD/快充应用优化的QR  PWM控制器。其很宽的VCC工作电压范围(9V-90V)可以使其覆盖PD/PPS从3.3V-23V的输出范围而不需要使用额外的绕组或者线性降压电路。

 

MK2697是针对于能效要求,由于PD/快充有多个不同的输出电压,因此采用了自适应的多模式。其在不同负载以及不同输出下,调整工作于DCM/QR。在轻载时则会工作于burst模式,以提升效率。


29.jpg


MK2697A提供了全面的保护功能,有输出OVP,OPP,VCC OVP,BROWN-IN/OUT,还提供了副边SR短路保护, PIN脚OPEN/SHORT保护等。

 

充电头网拆解了解到,茂睿芯ACDC PWM还被倍思QC5认证100W快充机乐堂30W 1A1C快充充电器联想65W PD快充火柴盒电源公牛65W PD快充插座华科生迷你33W快充倍思20W 1A1C快充充电器爱莎瓦特65W 2A1C氮化镓快充air-J 18W 1A1C快充充电器等产品采用。


30.jpg


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。

 

31.jpg


英诺赛科INN650DA04资料信息。

 

INN650DA04是InnoGaN系列第二代新品,此前已被古石科技迷你30W氮化镓快充科讯迷你33W快充氮化镓REMAX 30W氮化镓快充努比亚30W氮化镓方糖快充睿元实业33W 1A1C氮化镓快充等数十款30W快充产品采用,芯片质量获得市场认可。


32.jpg


变压器为深圳金尚科技有限公司生产ED1512型号,深圳市金尚科技有限公司是一家专注于小体积PD电源变压器生产厂商。

 

33.jpg


OR-3H7光耦,用于初级次级通信,反馈输出电压。

 

34.jpg


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。

 

35.jpg


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

 

36.jpg


另一块小板背面有整流桥、同步整流芯片和协议芯片。

 

37.jpg


正面次级侧有一颗输出滤波固态电容和USB母座。

 

38.jpg


同步整流芯片采用茂睿芯MK1718,集成了次级同步整流控制器和8.5mΩ/100V规格同步整流MOS。茂睿芯MK171X系列是一款高性能的同步整流功率开关,集成N沟道功率MOS,适用于隔离型的同步整流应用。尤其适用于充电器中需求高效率的场合,并兼容CCM、DCM 和QR模式。

 

MK171X采用自主知识产权的自供电电路,可灵活的放置在输出正端或输出负端。放置在正端时,亦无需格外的辅助绕组。支持10ns关断延时以及高达4A的下拉电流帮助系统可靠工作于CCM 模式。支持开通及关断机制,可以最大化外驱MOSFET的导通时间以获得尽可能高的效率,并且自主检测DCM振铃,防止误开通。

 

39.jpg


茂睿芯MK1718资料信息。

 

40.jpg


输出滤波固态电容规格为25V 560μF。

 

41.jpg


USB PD协议芯片采用云矽半导体XPD737,这款芯片已经通过了USB PD3.0认证,TID:3479。支持QC2.0/3.0/3.0+、AFC、FCP、SCP、HVSCP、PD和PPS等主流快充协议外,还支持小米CHARGE TURBO 27W协议,华为10V高压SCP协议。

 

XPD737内部集成 10mΩ VBUS 通路管,并且集成10mΩ电流检测电阻,支持完善的保护功能,降低外围元件数量,简化电路,降低成本。采用ESOP8封装。

 

42.jpg


云矽半导体XPD737资料信息。

 

充电头网拆解了解到,云矽半导体XPD系列快充协议芯片已被公牛贝尔金联想诺基亚飞利浦傲基倍思品胜摩米士等多个品牌的数十款产品采用,抓住20W PD快充风口,富满集团云矽半导体单月PD协议芯片销量突破千万颗

 

43.jpg


USB-C母座特写,过孔焊接。

 

44.jpg


全部拆解完毕,来张全家福。

 

充电头网拆解总结

 

华科生这款迷你30W氮化镓快充整体尺寸只有34*27*27mm,十分小巧。此外兼容QC、AFC、FCP、PD3.0和PPS快充协议,具备5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A、3.3-11V3A、3.3-16V2A电压档位,超强的功率密度、性能强悍,满足各大品牌手机、平板等设备快充需求。

 


充电头网通过拆解了解到,充电器PCBA模块由两块小板组成,元件之间打胶导热和绝缘。充电器采用了茂睿芯MK2697主控搭配英诺赛科INN650DA04氮化镓功率芯片,以及茂睿芯同步整流芯片MK1718开关电源方案。采用云矽半导体XPD737协议芯片,永铭小体积电容滤波,整体用料不错。

 

截至目前,华科生已有20W、30W级迷你充,柱状和方块造型的65W氮化镓快充,基本实现热门功率段热门款式充电器的全覆盖,充分满足客户选购需求。