2021-07-12
近日充電頭網(wǎng)拿到了立訊精密一款65W氮化鎵快充充電器LPS-65AB DC,充電器配備1A1C萬(wàn)金油接口,支持45W+18W雙口快充,滿足筆電手機(jī)同時(shí)快充需求。最關(guān)鍵的是,作為一款氮化鎵快充,其采用的全新型號(hào)的國(guó)產(chǎn)氮化鎵功率器件,該芯片來(lái)自深圳市元拓高科半導(dǎo)體有限公司。下面我們就對(duì)這款充電器進(jìn)行詳細(xì)拆解,看看產(chǎn)品的具體設(shè)計(jì)。
值得一提的是,深圳市元拓高科半導(dǎo)體有限公司是2019年4月由資深功率器件研發(fā)人員發(fā)起,集合了十?dāng)?shù)名國(guó)內(nèi)外半導(dǎo)體行業(yè)精英聯(lián)合創(chuàng)辦的第三代半導(dǎo)體功率器件的高科技企業(yè)。公司的產(chǎn)品主要是650V氮化鎵功率器件,產(chǎn)品設(shè)計(jì)及性能均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。攻克了氮化鎵外延加工,封測(cè)制程等一系列技術(shù)難題。元拓高科致力于打造中國(guó)功率半導(dǎo)體國(guó)內(nèi)國(guó)際雙一流品牌,為中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)騰飛做出貢獻(xiàn)。
一、立訊精密65W氮化鎵快充外觀
立訊精密這款65W氮化鎵快充采用PC阻燃材質(zhì)白色外殼,腰身啞光頂面亮面,整體設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)潔。
充電器配備可折疊插腳,攜帶方便且不會(huì)刮傷包里其它設(shè)備。
輸入端外殼上印有充電器參數(shù)
型號(hào):LPS-65AB DC
輸入:100-240V~50/60HZ 1.8A
單口輸出:
USB-C:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A
USB-A:5V3A、9V2A、12V1.5A
雙口輸出:
USB-C:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V2.25A
USB-A:5V3A、9V2A、12V1.5A
制造商為立訊精密,產(chǎn)品已經(jīng)通過(guò)了VI級(jí)能效認(rèn)證。
輸出端配備1A1C接口,均為黑色膠芯,兩個(gè)接口間設(shè)有LED指示燈。
實(shí)測(cè)充電器機(jī)身長(zhǎng)度為53.1mm。
寬度為53.24mm。
厚度為27.95mm。通過(guò)三維可以算得充電器體積約為79.02cm3,功率密度為0.82W/cm3。
和蘋(píng)果61W充電器直觀對(duì)比,體積優(yōu)勢(shì)明顯。
拿在手上的直觀感受。
凈重約為111g。
接通電源,指示燈亮藍(lán)光。
使用ChargerLAB POWER-Z KT002檢測(cè)USB-A口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP協(xié)議,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP快充協(xié)議。
另外測(cè)得C口支持Samsung 5V2A、DCP、PD3.0協(xié)議。
此外C口還具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五組固定電壓檔位。
二、立訊精密65W氮化鎵快充拆解
將輸入端外殼拆開(kāi),插腳使用黑色塑料板封裝固定。
PCBA模塊覆蓋純銅散熱片幫助散熱,低壓側(cè)粘貼絕緣膠帶,此外散熱片和模塊間還有隔離板隔離。
測(cè)得模塊長(zhǎng)度為48.73mm。
寬度為49.78mm。
厚度為24.38mm。
充電器主板上還有三塊小板,分別焊接電容、USB母座等器件,變壓器等打膠加固。
主板背面,右上角是整流橋、開(kāi)關(guān)電源主控芯片和氮化鎵功率芯片,可以看到元拓高科氮化鎵功率器件外圍電路非常的精簡(jiǎn),這也是該器件的優(yōu)勢(shì)之一。
通過(guò)對(duì)充電器觀察發(fā)現(xiàn),立訊精密這款65W 1A1C氮化鎵充電器采用高頻QR開(kāi)關(guān)電源寬范圍輸出,USB-C口由協(xié)議芯片控制輸出電壓,USB-A口進(jìn)行同步整流后二次升降壓輸出,輸出電壓也由協(xié)議芯片控制。下面我們從輸入端開(kāi)始深入了解整個(gè)電路設(shè)計(jì)情況。
輸入端一覽,左側(cè)有保險(xiǎn)絲、安規(guī)電源以及共模電感,右側(cè)有兩顆高壓濾波電解電容。
延時(shí)保險(xiǎn)絲規(guī)格為3.15A 250V。
安規(guī)X電容來(lái)自松田電子。
共模電感雙線繞制,用于濾除EMI干擾。
WRLSB80M整流橋來(lái)自沃爾德實(shí)業(yè)。
側(cè)面中間焊接一塊小板,右端是變壓器。
小板上有工字電感和兩顆濾波電容。
四顆高壓濾波電解電容中,三顆是輝城Ltec品牌,規(guī)格都是400V 27μF。
一顆來(lái)自Acon中元,規(guī)格為400V 27μF。
工字電感外套熱縮管保護(hù)。
開(kāi)關(guān)電源主控芯片采用ON安森美NCP1342,這是一顆高頻準(zhǔn)諧振反激初級(jí)PWM控制器,內(nèi)置主動(dòng)X2電容放電和多重完善的保護(hù)功能,具有超低的待機(jī)功耗。芯片左下角是一顆熱敏電阻,用于充電器過(guò)熱保護(hù)。
氮化鎵功率芯片采用深圳市元拓高科半導(dǎo)體有限公司的YT65N15A,這是這款充電器的核心器件,耐壓650V,導(dǎo)阻200mΩ。
YT65N15A內(nèi)部封裝D MODE耗盡型氮化鎵開(kāi)關(guān)管和低壓硅MOS,因此外圍非常簡(jiǎn)單,可以直接使用傳統(tǒng)硅器件的驅(qū)動(dòng)芯片,對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)以及快速上市很有幫助;其次采用DFN封裝,加工方便;最后器件具有很高的轉(zhuǎn)化效率,溫升低。
元拓高科YT65N15A資料信息。
變壓器特寫(xiě)。
1004光耦,用于初級(jí)次級(jí)通信,反饋調(diào)節(jié)輸出電壓。
兩顆貼片Y電容來(lái)自四川特銳祥科技股份有限公司,具有體積小、重量輕等特色,非常適合應(yīng)用于氮化鎵快充這類高密度電源產(chǎn)品中。
特銳祥專注于被動(dòng)元器件的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售,注冊(cè)資本1億元。旗下有自主電容品牌兩類:SMD TRX及DIP TY電容器,TRX將致力于陶瓷材料的研究,以拓展更多品類的應(yīng)用,為客戶提供更多的解決方案。
充電頭網(wǎng)了解到,特銳祥貼片Y電容除了被麥多多100W氮化鎵、OPPO 65W超級(jí)閃充氮化鎵充電器、聯(lián)想90W氮化鎵快充、努比亞65W氮化鎵充電器、倍思120W氮化鎵+碳化硅PD快充充電器等數(shù)十款大功率充電器使用外,也可應(yīng)用于海陸通、第一衛(wèi)、貝爾金等品牌20W迷你快充上,性能獲得客戶一致認(rèn)可。
主板正面還有一顆藍(lán)色Y電容。
絲印IBHJM次級(jí)同步整流控制器,實(shí)際型號(hào)為MP6908A,來(lái)自MPS芯源半導(dǎo)體,最高工作頻率600KHz,支持DCM/CCM/QR準(zhǔn)諧振工作模式,內(nèi)置振鈴檢測(cè)防止DCM和QR運(yùn)行下誤開(kāi)通,支持邏輯電壓和標(biāo)準(zhǔn)電壓同步整流管。
同步整流管來(lái)自英飛凌,型號(hào)BSC0805LS,耐壓100V,導(dǎo)阻7mΩ,邏輯電平驅(qū)動(dòng),采用PG-TDSON-8封裝。為英飛凌專為USB PD以及開(kāi)關(guān)電源應(yīng)用推出的產(chǎn)品系列,交貨時(shí)間短。
輸出端一覽,USB-C母座焊接在小板上,A口母座焊接在主板上,最右側(cè)還有A口母座的同步整流二次升降壓小板,另外兩個(gè)母座間有輸出濾波固態(tài)電容。
兩顆輸出濾波固態(tài)電容規(guī)格都是25V 560μF。
第三顆規(guī)格為25V 470μF。
USB-C母座所在小板正面設(shè)有協(xié)議芯片和輸出VBUS開(kāi)關(guān)管。
另一面一覽。
協(xié)議IC采用偉詮WT6633P,支持USB PD3.0,支持高通QC4,QC4+和QC5。通過(guò)USB-IF認(rèn)證,TID1070018。同時(shí)WT6633P還通過(guò)了高通QC5認(rèn)證,認(rèn)證號(hào)4789627043-2,高通QC4+認(rèn)證,認(rèn)證號(hào)4788566324-2。
WT6633P內(nèi)置8051內(nèi)核,內(nèi)置恒壓恒流控制,片內(nèi)集成輸出電流傳感,支持線損補(bǔ)償,內(nèi)置完善的保護(hù)功能。R005是輸出電流檢測(cè)電阻,用于輸出電流檢測(cè)和過(guò)電流保護(hù)功能。左下角還有一顆熱敏電阻,用于次級(jí)側(cè)的充電器過(guò)熱保護(hù)。
輸出VBUS開(kāi)關(guān)管采用新功率NCEP4065Q,耐壓40V,DFN3.3x3.3封裝。
USB-C母座特寫(xiě),黑色膠芯不露銅,過(guò)孔焊接。
另一塊小板上設(shè)有升降壓轉(zhuǎn)換器、MOS管以及協(xié)議芯片。
另一面設(shè)有升降壓電感,8.2μH,大封裝降低溫升。
A口同步升降壓控制器采用南芯SC8701。這是一個(gè)同步4開(kāi)關(guān)降壓升壓控制器,它可以有效地輸出電壓,無(wú)論是高、低或等于輸入電壓。同時(shí)也支持非常寬的輸入和輸出電壓范圍,它可以支持2.7V到36V的輸入范圍和2V到36V的輸出范圍。驅(qū)動(dòng)器電壓設(shè)置為10V,以充分利用外部mosfet實(shí)現(xiàn)最高效率。通過(guò)使用升降壓電路支持USB-A口快充。
南芯SC8701資料信息。
充電頭網(wǎng)拆解了解到,南芯升降壓芯片可廣泛應(yīng)用在充電器、無(wú)線充、移動(dòng)電源、車充等產(chǎn)品上,并被小米80W帆船風(fēng)冷無(wú)線充、華為50W超級(jí)快充無(wú)線車充、安克PowerHouse II 400戶外電源、羽博300W便攜式儲(chǔ)能電源、紫米20號(hào)200W PD快充移動(dòng)電源、征拓100W雙向快充移動(dòng)電源SuperTank Pro、三星10000mAh 25W PD快充移動(dòng)電源、小米20000mAh移動(dòng)電源 50W超級(jí)閃充版等數(shù)十款產(chǎn)品采用。
外掛兩顆雙NMOS管實(shí)現(xiàn)同步整流升降壓輸出,江蘇長(zhǎng)晶CJBD3020,耐壓30V,導(dǎo)阻典型值為10mΩ,采用DFN3.3*3.3封裝。
協(xié)議芯片采用天德鈺FP6601Q,支持高通QC3.0/2.0與華為FCP,通過(guò)監(jiān)控USB D+/D-上的電壓數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)整供電設(shè)備上的輸出電壓,互相握手識(shí)別后設(shè)備提升充電功率縮短充電時(shí)間。在本身就支持QC3.0、QC2.0和FCP的情況下,還能自動(dòng)識(shí)別APPLE、三星、BC1.2協(xié)議,通過(guò)控制南芯SC8701反饋引腳進(jìn)行輸出電壓調(diào)節(jié)。
天德鈺FP6601Q詳細(xì)規(guī)格資料。
據(jù)充電頭網(wǎng)了解,天德鈺FP6601Q快充協(xié)議芯片此前已被意象65W氮化鎵充電器、紫米18W QC3.0快充充電器、紫米65W USB PD三口快充充電器、DHL USB PD雙口充電器等產(chǎn)品采用。此外,F(xiàn)P6601Q還可用于車充、移動(dòng)電源領(lǐng)域,并被數(shù)十款電源配件采用。
USB-A母座貼有防塵布。
全部拆解完畢,來(lái)張全家福。
充電頭網(wǎng)拆解總結(jié)
立訊精密這款氮化鎵快充采用PC材質(zhì)白色外殼,整體風(fēng)格非常簡(jiǎn)潔,作為知名大廠,肯定是為了方便客戶進(jìn)行外觀上的差異化定制。產(chǎn)品配備1A1C接口,可以適配新老設(shè)備,同時(shí)兼容QC2.0/3.0、AFC、FCP、PD快充協(xié)議,C口具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五組齊全電壓檔位,可以很好滿足手機(jī)、筆記本同時(shí)快充。
充電頭網(wǎng)通過(guò)拆解了解到,PCBA模塊在布局上采用了多塊小板,優(yōu)化了充電器內(nèi)部空間的利用。充電器采用了安森美NCP1342搭配元拓高科氮化鎵功率芯片YT65N15A,以及MPS MP6908A搭配英飛凌同步整流管組成的高頻QR開(kāi)關(guān)電源方案。協(xié)議芯片采用偉詮WT6633P和天德鈺FP6601Q,配合南芯SC8701升降壓控制器和江蘇長(zhǎng)晶開(kāi)關(guān)管,整體用料可靠。