拆解报告:联想90W闪充双口氮化镓充电器

2020-11-22

7月23日联想举行“架构革命 为战而生”发布会,正式发布了拯救者电竞手机Pro,首创双USB-C物理接口,支持双接口同时输入的混合功率超级闪充,最大充电功率高达90W。同时还为手机设计了45W、65W和90W三种功率充电器。

其中标配的90W充电器是联想携手纳微半导体推出的超级双擎氮化镓充电器,采用TwinTurbo (双涡轮增压)技术,內附PFC,支持全球使用,配备了两个USB-C口,单口输出性能完全一致,支持功率盲插,配合电竞手机使用双口可以同时给手机充电,使用起来灵活方便。每个USB-C口都支持最大90W输出,双口同时输出时,每个接口都降为45W,只需30分钟就能充满5000mAh的电池。下面充电头网就对这款充电器进行拆解,一起来看看其内部如何设计。

一、联想90W双USB-C氮化镓充电器外观



联想90W双USB-C氮化镓充电器采用纯黑色白装盒,搭配青色字体,看起来比较别致。正面印有Lenovo DP90 dual power adapter以及GaN字样。


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包装盒背面的贴纸记录了产品生产厂商信息。



充电器本体使用纸质内衬包裹,起到减震作用,包装盒整体小型、轻便,易于运输。


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除了充电器和使用说明书外,没有其他配件。



这款充电器采用PC阻燃材黑色外壳,表面哑光处理。机身采用几何ID风格设计,造型方正,边角尖锐分明,使得充电器整体造型科技感十足。



机身正面左下角设有Lenovo品牌logo。



从输入端方向看去,侧身四端分别采用垂直和倒角处理,对称设计。输入端外壳上标注有充电器参数信息:

型号:LC-908 SA18C88607

输入:100-240V~50/60HZ 1.5A

单口输出:5V5A、9V5A、15V5A、20V4.5A

双口输出:5V3A、9V3A、15V2.5A、20V2.25A

制造商:江苏辰阳电子有限公司

产品已经通过了3C认证和VI级能效认证。



此外配备可折叠国标插脚,携带方便。



输出端边缘采用倒角设计。



输出顶面中心设有两个USB-C接口,黑色胶芯不露铜。



使用游标卡尺实测充电器机身长约66mm。



宽度约为63mm。



厚度约为28mm。



和苹果61W充电器直观对比,联想这款充电器还要更小一些。



拿在手上的直观感受。



充电器净重约为181g。



使用ChargerLAB POWER-Z KT002检测其中一个USB-C口的输出协议,显示支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A和DCP协议,以及QC2.0/3.0、PD3.0和PPS快充协议。



除此之外,PDO报文显示该C口还具备5V5A、9V5A、15V5A、20V4.5A四组固定电压档位以及3.3-21V4A一组PPS电压档位。



使用KT002检测另外一个USB-C口的输出协议,显示同样支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP、QC2.0/3.0、PD3.0和PPS协议。



此外PDO报文也一样,两个C口输出一致,支持功率盲插,使用更方便。

二、联想90W双USB-C氮化镓充电器拆解



将侧面机身壳切割开取出PCB板。



插脚使用螺丝和塑料板封装固定,通过导线和输入端小板连接通电。



充电器外围黄铜散热片,连输出端也是如此,散热片和电路板焊接固定。



散热片和元器件之间设有黑色绝缘板进行隔离。



PCB板正面一览,输入输出端均设有小板,元器件打胶固定,APFC升压电感以及变压器设在两侧,整体布局整齐紧凑。



PCB板背面一览,芯片也都打胶处理,帮助导热。



PCB板初次级之间设有镂空槽,用来穿过隔离板。

通过对电路板正背面电路分析发现,联想这款充电器采用了APFC升压供电,定压输出,同步整流,两路独立降压输出的设计架构,并且两个接口都采用相同的二次降压方案,由一颗MCU进行功率智能分配。下面我们从输入端开始了解各元器件的信息。



PCB板前端一览,左侧设有输入端小板。



将小板拆下,正面设有保险丝、两颗压敏电阻、两颗X电容以及两级共模电感。



输入采用蓝宝超小体积方形保险丝,规格为5A 250V。



安规X电容特写,容量0.22μF,来自DGCX东莞市成希电子有限公司。



另一颗X电容特写,同样由成希电子提供。



共模电感双线绕制,用于滤除EMI干扰。



另一颗特写,扁平铜带绕制,绿色磁芯。



输入端MB40M整流桥特写,设置两颗用于均摊发热。



主板侧面一览。



主板左侧区域设有红色薄膜电容、PFC升压电感、高压滤波电解电容以及滤波电感,其中一颗电解电容上套有白色绝缘管。



背面对应区域设有充电器APFC升压电路。



安森美 NCP1622,PFC升压控制器,用于驱动PFC升压管,进行输入升压。



安森美 NCP1622 详细资料。



PFC开关管采用氮化镓功率芯片,纳微NV6127,相比NV6117散热升级,更大的散热焊盘,125mΩ导阻,内置驱动器支持10-30V供电。最高支持2MHz开关频率。



纳微 NV6127资料信息。



MUR460S超快恢复二极管,用于APFC升压整流。



PFC升压电感特写,顶部贴有信息标签。



滤波电感特写,外套热缩管保护。



两颗绿色高压滤波电解电容来自艾华,规格都是420V 15μF。



PCB板另一侧一览,设有第三颗高压滤波电解电容,以及变压器和同步整流输出滤波固态电容。



电解电容下面是充电器主控芯片。



这颗电容同样是来自艾华。



规格为420V 47μF。



圣邦微 SGM8771,带有高精度电压基准的电压比较器,宽供电电压范围,用于电压检测及保护功能。



圣邦微SGM8771资料信息。



主控芯片为ON安森美NCP1342,这是一颗高频初级PWM控制器,内置主动X2电容放电和多重完善的保护功能。



安森美NCP1342 详细资料。

充电头网通过拆解了解到,采用安森美NCP1342主控芯片的还有摩米士65W 2C1A氮化镓快充充电器、柚比30W 1A1C氮化镓快充充电器、努比亚65W氮化镓充电器、努比亚1A1C 45W氘锋氮化镓快速充电器、洛克65W氮化镓PD快充充电器等。



氮化镓功率芯片采用纳微NV6125,内置驱动器,175mΩ导阻,耐压650V,支持2MHz开关频率,适用于升压,降压,半桥,全桥开关电源等诸多应用场合。



纳微半导体NV6125详细资料。



变压器特写,顶部喷码有信息。



两颗1008光耦,横跨在初级和次级之间,分别用于初级次级通信,反馈调节输出电压和保护控制功能。



光耦旁边贴片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。



充电头网了解到,采用特锐祥贴片Y电容的产品还有努比亚65W氮化镓充电器、努比亚1A1C 45W氘锋氮化镓快速充电器、倍思120W氮化镓+碳化硅PD快充充电器、倍思45W双USB-C口氮化镓快充、飞频65W USB PD氮化镓充电器、罗马仕65W USB PD氮化镓充电器、鸿达顺65W 2C1A氮化镓快充充电器等多款产品,性能获得客户一直认可。



丝印IBHJK次级同步整流控制器,实际型号为MP6908A,来自MPS芯源半导体,最高工作频率600KHz。



MPS MP6908A详细规格参数。

充电头网拆解了解到,采用MPS MP6908A的还有倍思65W 2C1A GaN氮化镓充电器、爱否开物1A2C 65W PD氮化镓充电器和RAVPOWER 65W氮化镓充电器,此外MPS同步整流芯片还被小米9 Pro原装45W快充充电器、thinkplus 45W USB PD充电器、thinkplus 65W口红USB PD充电器、紫米65W 2C1A桌面PD快充充电器、谷歌Pixelbook原装45W USB PD快充充电器等数十款产品采用。



次级同步整流MOS管采用AOS万代的AONS62922,NMOS,耐压120V,两颗并联。



AOS AON62922详细规格资料。



三颗同步整流输出滤波固态电容,规格都是25V 680μF。



输出端设有二次降压小板,USB-C母座垂直焊接在小板上,从电容和电感数量以及分布位置来看,采用的是两路独立降压电路。



二次降压板背面一览,两路电路采用一样的二次降压方案。



无丝印MCU,用于双口输出功率智能分配。



USB-C降压电路主控芯片采用的是智融SW3516H,用于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。其集成了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。



充电头网通过拆解发现,SW3516H还被努比亚65W 2C1A氮化镓充电器、洛克65W氮化镓快充充电器、RAVPOWER 65W 1A1C氮化镓快充充电器、毕亚兹65W 2C1A氮化镓充电器等多款产品采用,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。



另一颗SW3516H特写。



两路电路还各配有三颗MOS管,其中两颗丝印N085LS,用于输出同步整流降压;另一颗丝印N031L,作为USB-C口输出VBUS开关。



另一颗输出VBUS开关管特写。



降压电感特写,两颗均外套热缩管绝缘。



降压输出滤波固态电容,规格为25V 100μF。



另一组特写,规格同样是25V 100μF。



USB-C母座特写。



另一个USB母座特写。



全部拆解完毕,来张全家福。

充电头网拆解总结

联想拯救者电竞手机Pro配备两个USB-C接口,搭配这款90W超级闪充充电器进行双口同时充电,30分钟即可充满5000mAh的电池,不仅设计理念超前,实际效果也很好。充电器两个USB-C口支持QC、PD和PPS快充协议,性能完全一致,使用灵活方便,除拯救者手机外,也能拿来给笔记本充电,两台设备同时快充,外带一个就够用了。

充电器配备可折叠插脚,方便用户进行携带,机身造型方正边角分明,整体风格科技感十足。充电头网通过拆解发现,PCB模块整个使用黄铜散热片包裹,电路板上元器件焊接紧凑有序,电路清晰明了,输入输出端设有小板,充分利用内部空间减小体积。

充电器采用APFC升压、开关电源和两路独立DC-DC架构组成。其中APFC升压电路采用安森美NCP1622搭配纳微NV6127氮化镓功率芯片;开关电源由安森美NCP1342搭配纳微NV6125,以及芯源MP6908A搭配万代MOS组成,同步整流定压输出;两路DC-DC均采用智融SW3516H进行二次降压和协议识别,支持协议广泛,电压档位齐全,输出均采用固态电容滤波,纹波低寿命长。