拆解报告:立创普65W 2C1A氮化镓充电器

2022-07-07

65W多口充电器通常都具备两个USB-C口和一个USB-A口,能够满足绝大多数场合的充电需求,得益于USB-C的通用性,一个充电器能够为笔记本和手机充电,深受用户青睐。充电头网拿到了立创普推出的一款2C1A三口65W氮化镓充电器,两个USB-C口支持功率盲插,并支持智能功率分配,非常实用。

 
下面充电头网就对立创普这款3口65W充电器进行拆解,看看内部使用了哪家的方案组合。
 

立创普65W氮化镓充电器外观

 

1.jpg

 
充电器采用PC材质白色外壳,表面磨砂抗指纹,整体风格简约。
 

2.jpg

 
机身正面印有LETRON品牌和65W字样,表明充电器支持最大65W快充。
 

3.jpg

 
输入端外壳上印有充电器参数
型号:LC-A301
输入:100-240V~50/60HZ 1.5A Max
单口输出:
USB-C1/C2:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A、5-20V3A
USB-A:5V3A、9V3A、12V3A
双口输出:
USB-C1+USB-C2:45W+18W(63W Max)
USB-C1+USB-A:45W+18W(63W Max)
USB-C2+USB-A:5V3A(15W Max)
三口输出:
USB-C1+(USB-C2+USB-A):45W+15W
制造商:深圳市立创普电源技术有限公司
充电器已经通过了CCC认证。
 

4.jpg

 
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。
 

5.jpg

 
另一端设有2C1A三个USB接口,均为红色胶芯,接口旁还印有区别标识方便使用。
 

6.jpg

 
测得充电器机身高度为52.59mm。
 

7.jpg

 
宽度为53.66mm。
 

8.jpg

 
厚度为28.1mm。
 

9.jpg

 
和苹果61W充电器对比,体积优势明显。
 

10.jpg

 
拿在手上的大小直观感受。
 

11.jpg

 
充电器净重约为111g。
 

12.jpg

 
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、PD3.0、PPS快充协议。
 

13.jpg

 
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一组PPS电压档位。
 

14.jpg

 
测得USB-C2口支持QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PD3.0、PPS快充协议。
 

15.jpg

 
并且具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五组固定电压档位,以及3.3-21V3A一组PPS电压档位。
 

16.jpg

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

立创普65W氮化镓充电器拆解

 
对立创普65W氮化镓充电器有了基本了解后,下面继续对其进行拆解,看看用料做工如何。
 

17.jpg

 
沿外壳接缝拆开充电器,插脚采用塑料板固定,通过金属弹片连接到PCB供电。
 

18.jpg

 
抽出充电器PCBA模块,PCBA模块通过导热垫粘贴两片PCB用于散热。
 

19.jpg

 
充电器PCBA模块背面粘贴的PCB特写,单面覆铜,起到屏蔽和散热作用。
 

20.jpg

 
另一面也粘贴PCB用于散热,侧面变压器位置还贴有导热垫。
 

21.jpg

 
使用游标卡尺测得PCBA长度约为48.16mm。
 

22.jpg

 
PCBA模块宽度为48.72mm。
 

23.jpg

 
PCBA模块厚度为24.17mm。
 

24.jpg

 
充电器PCBA模块输入端焊接一块小板,小板上焊接保险丝和EMI电路。
 

25.jpg

 
次级侧垂直焊接USB-C输出母座小板,并在小板上焊接降压电路小板。
 

26.jpg

 
PCBA模块正面一览,变压器采用黄色胶带包裹绝缘,上方和右侧是高压滤波电容,右侧小板上焊接保险丝和EMI滤波电路。下方小板上焊接二次降压电路。
 

27.jpg

 
PCBA模块背面焊接整流桥,合封氮化镓芯片,反馈光耦和同步整流电路。初次级之间镂空开槽插入麦拉片加强绝缘。这款充电器采用反激开关电源设计,固定电压输出,输出电压通过两路独立的降压芯片,由协议芯片根据负载需求,调节输出电压,下面我们就从输入端开始了解各个元器件的信息。
 

28.jpg

 
充电器PCBA模块上垂直焊接一块小板,用于连接插脚供电。
 

29.jpg

 
输入端垂直焊接的小板上焊接保险丝,安规X2电容和共模电感。
 

30.jpg

 
小板背面没有元件,两片大面积触点用于输入取电。
 

31.jpg

 
输入延时保险丝来自贝特电子,出料号932,规格为3.15A 250V。
 

32.jpg

 
灰色安规X2电容特写。
 

33.jpg

 
共模电感采用漆包线和绝缘线绕制,外套热缩管绝缘。
 

34.jpg

 
输入端整流桥来自晶导微,型号ULBF810,是一颗8A电流,耐压1000V的整流桥,具有高浪涌电流能力。
 

35.jpg

 
高压滤波电容来自永铭,KCX系列小体积快充电容,规格为22μF 400V,5颗并联,总容量为110μF。
 

36.jpg

 
差模电感外套热缩管绝缘。
 

37.jpg

 
初级主控芯片内部集成氮化镓开关管,芯片丝印EGL8 SKD1399D1,来自Elevation Semiconductor,提供集成GaN的合封芯片。芯片实际型号为HL9550,内置170mΩ氮化镓开关管以及多模式PWM控制器,集成高压启动,降低待机功率,外围元件精简。
 

38.jpg

 
HL9550采用DFN5*6封装,独特的焊盘设计将功率走线和控制走线分开,降低快充设计布线难度。芯片具有不同开关频率和模式可选,满足多种场合应用。
 

39.jpg

 
三颗0.56Ω 1206封装电阻并联,用于检测初级电流,左侧RCD吸收电路用于吸收变压器初级绕组的漏感能量。
 

40.jpg

 
为HL9550供电的电解电容,来自AiSHi,规格为50V 10μF。
 

41.jpg

 
变压器采用绝缘胶带严密缠绕,输出采用多层绝缘线,采用ATQ2417磁芯。
 

42.jpg

 
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。
 

43.jpg

 
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
 

44.jpg

 
另一颗贴片Y电容同样来自特锐祥,规格相同。
 

45.jpg

 
同步整流控制器来自华源半导体,丝印903A,实际型号为HY903,是一颗数字多模式同步整流控制器,支持低侧应用,无需辅助线圈供电,芯片支持DCM,CCM和QR工作模式,支持3-25V输出电压范围,满足USB PD快充应用。
 
HY903内置的驱动器具有高电流驱动能力,可搭配低导阻的同步整流管获得更低的损耗。栅极驱动器钳位电压为8V,适配多种同步整流管。高集成度多功能的设计降低了成本,并优化了用户体验。
 

46.jpg

 
充电头网通过拆解了解到,该芯片已经被绿联65W 2C1A快充充电器LETRON 45W 1A1C双口快充充电器、魅族手机30W充电器等产品采用,获得市场认可。
 

47.jpg

 
同步整流管来自长晶科技,型号为CJAC80SN10,是一颗耐压100V的NMOS,导阻为6.2mΩ,采用PDFN5*6封装。
 

48.jpg

 
输出侧两个USB-C母座焊接在小板上,小板上方是一条PCB板,上面焊接两路降压电路,分别用于三个接口的降压输出。在小板之间的空间内是降压电感与滤波电容,并大量打胶固定。
 

49.jpg

 
两颗滤波电容来自丰宾,PM系列贴片固态电容,规格为270μF 25V,两颗并联用于同步整流输出滤波。
 

50.jpg

 
USB-C1母座小板特写,正面焊接USB-C母座。
 

51.jpg

 
小板背面焊接一颗协议芯片。
 

52.jpg

 
USB C1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,同时支持云矽半导体私有的XPD-LINK通讯,支持多颗协同使用,满足多口充电器应用,从而简化电路,降低成本。
 

53.jpg

 
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
 

54.jpg

 
USB-C2母座小板特写,正面焊接USB-C母座和一颗VBUS开关管。
 

55.jpg

 
背面焊接一颗协议芯片和电流检测电阻。
 

56.jpg

 
USB-C2和USB-A口的协议芯片采用云矽半导体XPD767,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等快充协议,内部集成 10mΩ VBUS 通路功率开关管,并且集成10mΩ电流检测电阻,支持完善的保护功能,节省外围元件数量,简化电路,降低成本,具有TSSOP-20和QFN20封装。
 
其中XPD767内部集成的VBUS管和检流电阻用于USB-C2口输出,外置的VBUS开关管和电流取样电阻用于USB-A口过流保护和输出控制。
 

57.jpg

 
云矽半导体XPD767资料信息。
 

58.jpg

 
丝印3009N的MOS管,用于USB-A口输出控制。
 

59.jpg

 
降压小板两侧焊接两颗磁环电感,两颗固态电容用于两路降压输出,正面还焊接一颗同步降压控制器。
 

60.jpg

 
小板背面焊接两对MOS管用于两路同步降压输出,背面还焊接一颗同步降压转换器。由于两路同步降压电路完全相同,节省篇幅选取一路进行介绍。
 

61.jpg

 
用于降压的同步开关管,来自泰德,型号为TDM3536,是一颗耐压30V的NMOS,导阻3.3mΩ,采用PPAK3*3-8封装。
 

62.jpg

 
降压电感外包热缩管绝缘,打胶固定和散热。
 

63.jpg

 
输出滤波固态电容来自丰宾,规格为100μF 25V。
 

64.jpg

 
USB-C1接口特写,橙色胶芯过孔焊接。
 

65.jpg

 
USB-C2接口特写,橙色胶芯过孔焊接。
 

66.jpg

 
USB-A接口特写,垂直过孔焊接,橙色胶芯。
 

67.jpg

 
全部拆解完毕,来张全家福。
 

充电头网拆解总结

 
立创普这款65W充电器采用折叠插脚,厚度仅为28mm,小巧轻便非常便携。充电器具备2C1A三口输出,两个USB-C口支持功率盲插,支持的协议相同,具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五组电压档位,以及3.3-21V3A一组PPS档位。能够满足手机和笔记本电脑的快充需求。
 
充电头网通过拆解了解到,立创普这款65W氮化镓充电器采用多块PCB组合焊接,对应发热器件位置贴有导热垫,并通过覆铜PCB进行散热,简化散热设计。充电器内部采用Elevation HL9550氮化镓合封芯片,内置170mΩ氮化镓开关管,满足65W及更大功率应用。
 
充电器同步整流控制器来自华源半导体,输出协议芯片均来自云矽半导体,采用XPD737+XPD767组合,实现三口输出,并支持功率自动分配。两路降压控制器,搭配泰德同步整流管。云矽协议芯片内置电流取样电阻和VBUS开关管,搭配高集成氮化镓合封方案,大大简化了充电器电路设计。