功率密度创四口快充新纪录,努比亚65W 3C1A氘锋能量块拆解

2022-02-28

去年9月的红魔6S Pro发布会上,曝光了采用努比亚第三代氮化镓技术打造的新一代65W 3C1A氘锋能量块,是爆款产品氘锋65W 2C1A氮化镓快充的升级版,升级后的新款快充兼具小巧便携、多接口、大功率、全协议等众多亮点。

 

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近日这款产品终于与大家见面了,努比亚京东自营旗舰店的预售价为179元。充电头网也是第一时间拿到产品并安排评测和拆解,为大家详解产品的真实性能用料,看看值不值得入手。

 

此前充电头网还拆解过努比亚15W氘锋磁吸无线充电器努比亚120W 2C1A三口氮化镓快充努比亚65W氘锋氮化镓充电器努比亚1A1C 45W氘锋氮化镓快速充电器等氘锋系列产品,欢迎查阅。

 

一、努比亚65W氮化镓充电器外观

 

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包装盒还是熟悉的外观没有变化,正面设计有nubia品牌以及产品名称。

 

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背面贴有产品、商家信息贴纸。

 

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包装内含充电器、数据线和使用说明书。

 

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附带线缆是CC线,两端外壳高光亮面处理。

 

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测得线缆长度约为103cm。

 

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使用ChargerLAB POWER-Z KM002C测得线缆带有E-Marker芯片,电力传输能力为20V5A,数据线支持100W功率传输。

 

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充电器造型为方块,整体外观延续氘锋系列的银灰ID设计。

 

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机身正面中心印有“氘”字样。

 

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另一面印有GaN3和65W标识,表明这是努比亚第三代氮化镓技术打造的65W快充新品。

 

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充电器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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输入端外壳上印有充电器参数

型号:PA0214

输入:100-240V~50/60Hz 1.5A

USB-C1/C2/C3输出:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A

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

C1+C2/C3/A:45W+18W

C2+C3/A:45W+18W

C1+C2+C3/A:18W+18W+18W(USB-C3/A:5V3A、9V2A、12V1.5A)

C1+C2+(C3+A):18W+18W+15W

总输出功率:65W Max

制造商:深圳市新斯宝科技有限公司

监制:努比亚技术有限公司

充电器已经通过了CCC认证。

 

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输出端配有3C1A四个USB接口,均支持快充,支持丰富的多口输出策略。

 

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测得充电器机身高度为51.52mm。

 

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宽度为51.1mm。

 

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厚度为29.85mm。通过三维算得充电器体积约为78.59cm³,功率密度为0.83W/cm³,在配置四个接口的情况下功率密度仍有如此亮眼的数值,着实不简单。

 

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和苹果61W充电器对比,体积优势巨大。

 

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拿在手上的大小直观感受。

 

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净重约为118g。

 

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使用ChargerLAB POWER-Z KT002测得USB-C1口支持QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PE2.0、PD3.0、PPS全主流快充协议。

 

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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3.3-21V3.25A一组PPS电压档位。

 

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测得C2口兼容协议和C1口的完全相同。

 

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PDO报文也和C1口的一样。

 

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测得C3口同样支持全主流快充协议。

 

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此外PDO报文也和另外两个C口的一样,平时单口使用时完全可以放心盲插,十分方便。

 

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最后测得A口支持QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PE2.0快充协议。

 


二、努比亚65W氮化镓充电器拆解

 

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充电器内部灌胶处理,只能通过暴力切割方式取出模块。

 

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输入端已经全部被导热胶填充。

 

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输出端还能看到四块小板,灌胶处理能够提高防潮耐候性和散热性能,保证充电器长久稳定使用。

 

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模块正面一览,设有多块小板,此外电容等器件也布局得比较紧凑,空间利用率很高。

 

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板子背面一览,贴片Y电容、光耦横跨初级次级,初级侧设有开关电源PWM控制和氮化镓功率开关管,次级设有同步整流管。

 

通过观察发现,努比亚这款充电器采用经典高频QR开关电源架构设计,三路DC-DC二次降压四口输出,功率智能分配。下面我们从输入端开始了解各器件的信息。

 

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输入端一览,侧边焊接一块小板,中心镂空焊接Y电容,前端两面分别设有整流桥和一颗电容。

 

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主板上设有延时保险丝、安规X电容、共模电感、四颗高压滤波电解电容以及工字电感。

 

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电流输入首先经过延时保险丝,在电流超过保险丝限定值时,保险丝会熔断切断电路。这颗延时保险丝规格为3.15A  250V。

 

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接着经过安规X电容,抑制共模干扰。安规X电容来自CHAMPION全鹏电子,容量0.1μF。

 

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接着过共模电感,滤除EMI干扰。共模电感双线绕制,外套绝缘管。

 

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经过EMI电路过滤后,由纽航RS3L8010的整流桥将交流电转换为脉动直流电。

 

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输出的脉动直流电经过高压滤波电解电容和工字电感滤波成直流电,其中黑色电容来自凯泽鑫电子,规格为400V 22μF。

 

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另外四颗高压滤波电解电容均由micon明月光提供,规格都是400V 22μF。

 

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工字电感外套绝缘管保护。

 

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侧边小板中间区域焊接Y电容,从镂空处可以看到变压器。

 

通过电解电容滤波后输出的直流电进入变压器初级侧,由PWM控制器控制氮化镓功率管进行高频开关,通过变压器转换成低压交流电输出。

 

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初级控制器采用安森美NCP1342,这是一颗高频反激准谐振初级PWM控制器,内置主动X2电容放电、支持宽范围Vcc供电、支持外接热敏电阻进行过热保护和多重完善的保护功能。

 

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与控制器搭配的氮化镓功率开关管是纳微的NV6115,其内置驱动器以及复杂的逻辑控制电路,170mΩ导通电阻,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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纳微半导体 NV6115 详细资料。

 

充电头网通过拆解了解到,纳微GaNFast功率芯片此前已被OPPO 50W饼干氮化镓快充小米65W 1A1C氮化镓快充充电器努比亚65W氘锋三口氮化镓快充联想YOGA 130W双USB-C口快充安克65W氮化镓充电器(英雄联盟版)等知名品牌的数十款产品采用

 

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高频交流电通过变压器进行降压。

 

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亿光EL 1019光耦,通过输入端的电流变化,改变内部发光二极管的发光强度,调节输出端内置光电三极管的导通程度,用于输出电压反馈。

 

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贴片Y电容来自四川特锐祥科技股份有限公司,型号TMY1471K,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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Y电容特写。

 

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输出端USB母座均焊接在小板上,C1、C3母座所在小板上均设有二次降压电路。

 

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拆掉板子正面的元器件,可以看到次级侧端角处设有一颗同步整流控制器。变压器降压输出后进入开关电源次级侧同步整流电路。

 

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同步整流控制器采用MPS MP6908A,最高工作频率600KHz,支持DCM/CCM/QR准谐振工作模式,内置振铃检测防止DCM和QR运行下误开通,支持逻辑电压和标准电压同步整流管。

 

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同步整流控制器控制同步整流管进行整流得到所需的低压直流电,同步整流管采用华润微SM080N10L2,NMOS,耐压100V,DFN5x6封装。

 

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同步整流后经过固态电容进行滤波得到直流电,两颗固态电容外套绝缘管,规格均为25V 470μF。

 

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目前主流的多口氮化镓充电器会在输出端设有多路二次降压电路,将同步整流滤波后输出的低压直流电进行二次降压。C1口上便设有两路方案相同的二次降压电路,分别负责C1和C2口的二次降压和协议识别,控制接口输出电压。

 

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降压协议芯片均采用智融SW3516H,这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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智融SW3516H资料信息。

 

充电头网通过拆解发现,智融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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由智融SW3516H内置同步降压控制器控制两颗丝印R03N041AP的MOS管进行同步整流降压。

 

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另一颗智融SW3516H特写。

 

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另外一组R03N041AP MOS管特写。

 

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输出VBUS开关管丝印CWT3125AP,双NMOS管。

 

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板子正面设有两路降压电路对应的降压电感和滤波固态电容,两颗电感以及一颗固态电容做了绝缘处理。

 

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丝印E446的MCU,用于多口输出功率智能分配。

 

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固态电容特写,规格为25V 220μF。

 

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另一颗特写,规格为25V 330μF。

 

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USB-C1口母座特写,卷边设计,过孔焊接,黑色胶芯不露铜。

 

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USB-C2口母座特写。

 

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USB-C3口母座所在小板上也设有一路二次降压电路,C3口和A口共用,实现单口都能快充,双口同时输出则为5V3A。小板正面设有MOS管、降压电感以及滤波固态电容。

 

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背面设有降压协议IC和MOS管。

 

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C3和A口二次降压电路的方案也是智融SW3516H。

 

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外挂降压MOS管也是R03N041AP。

 

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另一颗在小板正面。

 

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降压电感特写。

 

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固态滤波电容也做了绝缘处理,规格为25V 220μF。

 

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USB-C3母座特写。

 

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USB-A口母座特写。

 

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全部拆解完毕,来张全家福。

 

充电头网拆解总结

 

这款充电器采用努比亚第三代氮化镓黑科技打造,即便是配备3C1A四个USB接口的情况下,整体仍做得十分小巧,功率密度高达0.83W/cm³,比一些单口65W氮化镓快充还要高,加上配备可折叠插脚,让其兼具小巧及多口快充。

 

此外配备的四个接口都支持QC、AFC、FCP、SCP、PE2.0、PD3.0、PPS全主流快充协议,具备65W、45W+18W、18W+18W+18W等丰富输出策略,可以说是多设备党以及商务人士的神器,多设备充电一个就够了,外出带一个亦足以。

 

充电头网通过拆解发现,努比亚这款氮化镓能量块内置多块PCB小板,元器件布局紧凑,整个模块灌胶提升散热性能以及耐候性。

 

用料方面,采用安森美NCP1342+MPS MP6908A 高频QR电源方案,搭配纳微纳NV6115氮化镓功率管以及华润微同步整流管,三路输出均采用智融SW3516H方案,整体来看核心器件均得到过市场长时间验证,十分可靠。