拆解报告:倍思67W 1A1C氮化镓充电器

2022-07-21

Baseus倍思最近新推出了一款全新的67W氮化镓快充,采用固定插脚设计,体积更小更便携。充电器采用1A1C接口配置,支持新老设备充电。并且还支持3.3-11V 5A一组PPS快充,对支持大功率快充的安卓手机和笔记本电脑都有很好的快充兼容性。

 
充电头网已经拿到了倍思新推出的这款氮化镓充电器,下面就对其进行拆解,看看内部方案及用料如何。
 

倍思67W氮化镓充电器外观

 

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包装盒正面印有Baseus品牌、充电器外观图、名称,以及67W和GaN两大卖点标识。
 

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背面印有充电器使用场景图和详细的参数、商家信息。
 

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包装内含充电器、使用说明书、卡通贴纸等。
 

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充电器采用时下热门长条方柱造型设计,PC材质白色外壳,表面磨砂抗指纹。
 

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腰身一面印有Baseus品牌。
 

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另一面印有商家名、CCGAN67UC3型号以及67W标识等。
 

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充电器配备固定式国标插脚。
 

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输入端外壳上印有充电器参数
充电名称:GaN3 Lite氮化镓快充充电器
型号:CCGAN67UC3
输入:110-240V 50/60Hz 1.5A
USB-C输出:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.35A
USB输出:5V3A、9V3A、12V3A、20V2.25A
USB-C+USB输出:45W+18W
深圳市倍思科技有限公司
充电器已经通过了CCC认证。
 

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输出端配备1C1A两个USB接口,胶芯均为橘红色。
 

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测得充电器机身高度为60.78mm。
 

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宽度为30.48mm。
 

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厚度为34.94mm。
 

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和苹果61W充电器直观对比,体积优势非常明显。
 

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拿在手上的大小直观感受。
 

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净重约为111g。
 

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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、SCP、PD3.0、PPS快充协议。
 

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PDO报文显示C口还具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.35A五组固定电压档位,以及3.3-11V5A一组PPS电压档位。
 

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测得A口支持QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP快充协议。
 

倍思67W氮化镓充电器拆解

 
对倍思这款67W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。
 

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沿外壳接缝撬开充电器外壳,外壳采用超声波固定,插脚和PCBA模块通过弹片压接供电,整流桥上贴有导热垫散热。
 

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抽出充电器内部PCBA模块,模块外层为黄铜散热片,通过麦拉片绝缘,底部为一片导热垫,通过外壳散热。
 

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PCBA模块背面粘贴一片导热垫。
 

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使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为55.51mm。
 

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PCBA模块宽度约为29.94mm。
 

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PCBA模块厚度约为25.16mm。
 

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焊下PCBA模块外层的散热片,麦拉片内部粘贴导热垫用于散热。
 

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充电器输入端焊接两块小板,分别用于输入整流和开关电源,将发热元件分散放置,降低温升,均匀散热。
 

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输出端USB-C和USB-A母座均焊接在垂直小板上,充电器为二次降压设计,两路接口均支持快充输出,USB-C小板与USB-A接口之间有一块导热垫散热。
 

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PCBA模块正面一览,底部小板焊接整流桥和输入EMI滤波元件,向上依次是滤波电容,变压器和二次降压电感和输出母座。
 

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背面焊接贴片Y电容,同步整流控制器和同步整流管。氮化镓合封芯片等芯片焊接在侧面的小板上。
 
通过对充电器PCBA模块的观察发现,倍思67W 1A1C双口氮化镓充电器采用反激开关电源搭配同步整流,固定电压输出,输出使用两路独立的同步降压电路由协议芯片控制,实现双口宽电压输出以及多口功率自动分配功能。下面我们就从输入端开始了解整个充电器的设计与用料。
 

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输入端小板背面焊接两颗整流桥用于整流,将小板拆下观察背面元件。
 
 

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小板正面焊接保险丝,绿色NTC浪涌抑制电阻,黄色安规X2电容和共模电感。
 

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输入端延时保险丝规格为3.15A 250V。
 

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NTC热敏电阻丝印1.5D-7,直径7mm,冷态电阻1.5Ω,用于抑制充电器插电的冲击电流。
 

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安规X2电容来自KWOKTRAN东莞国灿电子,规格为0.1μF。
 

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共模电感采用漆包线和绝缘线并绕在绿色磁环上。
 

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小板正面焊接两颗WRMSB40M整流桥,两颗整流桥半桥连接,均摊发热降低温升。WRMSB40M来自深圳市沃尔德实业有限公司,这颗软桥通过较软的恢复曲线,比较平滑的关断特性,可以降低二极管结电容达到非常少的谐波振荡产生的效果。
 

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沃尔德WRMSB40M详细资料信息。
 
充电头网了解到,沃尔德软桥还被OPPO 50W饼干氮化镓快充鸿达顺65W 氮化镓充电器飞频65W USB PD氮化镓充电器ROCK 65W氮化镓充电器麦多多65W氮化镓充电器麦多多30W 1A1C快充充电器等多款产品采用,性能获得客户的一致认可
 

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高压滤波电容来自绿宝石,规格为400V 33μF。
 

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差模电感采用漆包线绕制在磁环上,外套热缩管绝缘。
 

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三个高压滤波电容来自KINLS蓝宝石,规格均为27μF 400V,滤波电容总容量为114μF。
 

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经过整流滤波的直流电送至开关电源小板上,小板左侧为USB-A降压输出电路,右侧为合封氮化镓芯片,小板下方为电压反馈光耦,用于输出电压反馈。
 

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充电器初级芯片采用南芯合封氮化镓芯片SC3057,将高性能多模式反激控制器、氮化镓驱动、氮化镓开关管、供电和保护等电路集成在一颗散热增强的QFN6*8封装内部。通过合封来简化外部元件数量,并消除传统驱动走线寄生参数对高频开关的影响。
 

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南芯SC3057采用了功率走线和控制走线分开的设计,降低高频开关对控制回路的影响,并通过优化的焊盘设计,优化充电器走线设计与电气性能,简化设计开发。南芯SC3057内置165mΩ氮化镓开关管,支持175KHz开关频率,并支持X电容放电。
 

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为南芯SC3057供电的滤波电容,规格为50V 10μF。
 

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变压器采用胶带包裹绝缘。
 

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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。料号为TMY1152M。
 
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电容除了被倍思高通QC5认证100W氮化镓快充麦多多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
 

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OR1009光耦用于输出电压反馈。
 

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同步整流控制器来自南芯,型号SC3503,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。
 

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南芯SC3503是一颗成熟的同步整流控制器,已经应用于绿联30W PD快充氮化镓充电器征拓65W 2C1A氮化镓充电器倍思65W氮化镓插座努比亚小黄人65W双口氮化镓快充等众多产品中。
 

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同步整流管来自谷峰,型号为GT045N10D5,是一颗耐压100V的NMOS,导阻4mΩ,采用DFN5*6封装。
 

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输出滤波固态电容来自瑞隆,规格为680μF 25V。
 

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充电器输出端焊接两路独立的降压电路,用于降压输出,双口输出均支持快充。
 

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输出端采用两路相同的二次降压电路设计,降压协议IC均为南芯半导体SC9711。其支持40V输入耐压,支持6A输出电流,围器件简单,单芯片可实现1C1A快充。
 
南芯SC9711支持100W功率输出,支持PD3.0和PPS快充协议,支持华为FCP/SCP,支持三星AFC快充,支持苹果2.4A充电。同时支持两颗芯片相互通讯,无需MCU控制,实现单口最大功率输出,双口同时输出时自动功率分配功率。
 

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南芯SC9711仅需外置开关管和VBUS通路管,外围元件精简,开关频率可由80-600KHz配置,支持外接NTC进行过热保护,芯片提供引脚过压及短路保护以及输出过压、过流、短路和过热保护等多重保护功能,确保芯片和产品安全。
 

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两颗降压开关管来自禾纳,型号为CWR03N041AP。
 

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另一颗降压开关管为同型号。
 

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VBUS开关管也是同一型号。
 

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用于USB-A口的磁环降压电感,电感与USB-A母座直接贴有青稞纸绝缘,拆解时已经取出。
 

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输出滤波电容来自绿宝石,BC系列固态电容,规格为220μF 25V。
 

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USB-A母座采用橙色胶芯,正负极加宽,支持大电流快充。
 

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USB-C口小板正面焊接USB-C母座,降压电感和输出滤波电容。
 

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小板背面焊接南芯SC9711同步降压控制器和三颗MOS管。
 

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两颗禾纳CWR03N041AP组成同步整流降压。
 

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降压电感外套热缩管绝缘。
 

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输出滤波电容来自绿宝石,BC系列固态电容,规格为220μF 25V。
 

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输出VBUS开关管也是采用禾纳CWR03N041AP。

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USB-C母座采用橙色胶芯,过孔焊接固定。
 

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全部拆解一览,来张全家福。
 

充电头网拆解总结

 
Baseus倍思推出的这款氮化镓快充为白色长条机身,具备1C1A双输出接口,USB-C口支持最大67W输出功率,还支持3.3-11V5A PPS快充。USB-A口支持华为SCP和QC快充,协议支持全面,完全满足日常充电需求。
 
充电头网通过拆解了解到,倍思这款氮化镓充电器采用南芯的合封氮化镓方案,使用南芯SC3057合封氮化镓芯片搭配SC3503同步整流控制器,组成固定电压输出的开关电源,输出由两路SC9711内置降压功能的协议芯片控制,充电器内部核心元件均来自南芯。
 

充电器内部采用三块PCB组合焊接,均摊发热,降低温升。内部降压转换器和协议芯片焊接在垂直小板上,充分利用内部空间。PCBA模块贴有大面积导热垫以及黄铜散热片用于均匀散热,用料和做工都很扎实。