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拆解报告:安克65W 2C1A全氮化镓快充插座

发布时间:2022-09-27 07:26:09 来源:顺博体育在线登入 作者:顺博体育官网

  安克最新推出了一系列全氮化镓快充产品,充电头网本次拆解的是一款GaNPrime系列 65W全氮化镓快充插座。全氮化镓技术在原边使用氮化镓的同时,副边同步整流也使用氮化镓,利用氮化镓的性能优势,进一步挖掘充电器的性能潜力。

  这款快充插座具备两个新国标五孔AC插座,满足大功率设备使用。并具备2C1A三个输出接口,两个USB-C接口支持65W快充输出,并支持功率盲插。自带的线缆可以通过外壳覆盖的橡胶进行收纳,方便又美观。下面就带来这款全氮化镓插座的拆解,看看内部做工如何。

  安克这款快充插座通体白色机身圆润,自带电源线看上去似乎“很短”,实则设计暗藏玄机,下面再细说。插头可插在机身的插孔里,整体便显得十分整洁小巧,让插座外带远行不再是想象。

  将插头拔出,可见机身顶面设有3+2新国标插孔以及2C1A三个USB接口。

  插座另一面也设有一个3+2新国标插孔,内置安全门防止异物进入,保证用电安全。

  产品最大特点是插座侧身内凹,同时还设有连体胶套,实现了电源线的收纳整理以及保持整体整洁美观。

  看完了安克这款全氮化镓快充插座的外观和接口,以及输出协议的测试,下面就来拆解这款插座,一起来看看里面的设计和用料。

  拧开固定螺丝,取出插座模块和快充电源模块。插座模块有独立的塑料外壳绝缘,成为一个整体。

  插座模块和快充模块一览,快充模块采用灌封工艺,与黄铜散热片之间采用麦拉片绝缘。

  快充电源模块整体采用导热胶灌封,一方面可以加强导热,均匀散热降低温升,另外一方面可以固定元器件位置,有效避免不慎跌落造成的损坏。

  清理掉快充电源模块表面的封胶,PCBA模块由多块小板焊接组合成为一个整体。结构紧凑,空间利用率非常高。在输出滤波电容位置固定有一颗热敏电阻,用于充电器内部温度检测。

  热敏电阻焊接连接到次级小板上。初级和次级为独立的电路板,中间通过塑料支架隔离绝缘。在底部为初级PCB,焊接高压电解电容和变压器,顶部为次级PCB,焊接降压小板和滤波电容等。

  PCBA模块顶部一览,焊接两块降压小板,小板上焊接降压电感和USB-C母座,用于降压输出。右下角一颗降压电感用于USB-A口降压输出。

  将小板全部拆分开,PCBA模块由4块PCB组成。其中初级开关电源与次级降压电路为两块独立的PCB,利用两侧的小板焊接连接。在初次级元件之间采用一块塑料支架进行绝缘,确保安全。

  通过对充电器PCBA模块的观察发现,安克65W全氮化镓快充插座采用反激开关电源搭配同步整流,在次级使用氮化镓同步整流管,实现初次级全氮化镓设计。输出使用两路独立的同步降压电路,实现双C口65W功率盲插,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。

  共模电感采用漆包线和绝缘线绕制在灰色磁环上,两颗二极管用于高压启动和X电容放电功能。

  两颗整流桥来自平伟,型号TMBF310,规格为3A 1000V,使用两颗半桥连接均摊发热,用于将交流电整流成脉动直流电。

  小板连接到底部的初级开关电源部分供电,小板上焊接滤波电容和差模电感已经拆掉。

  充电器初级主控芯片采用南芯科技合封氮化镓芯片SC3057,这颗芯片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。

  南芯科技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。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。

  为南芯SC3057合封氮化镓芯片供电的滤波电容,来自AiSHi艾华,规格为50V10μF。

  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TMY1681M。

  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。

  输出小板上焊接两块小板,用于USB-C接口输出,同时焊接USB-A口的降压电感,氮化镓同步整流管,MCU和热敏电阻及滤波电容等。

  小板背面焊接降压转换器,同步整流控制器,过流保护芯片以及电流取样电阻和滤波电容等元件。

  同步整流控制器来自南芯科技,型号SC3520,支持直驱氮化镓同步整流管。SC3520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,兼容包括氮化镓在内的多种MOS。

  SC3520支持DCM,CCM和准谐振模式,具有极低的静态电流,支持多种工作模式,支持高侧和低侧同步整流,采用SOT23-6封装,外围元件非常精简。

  氮化镓同步整流管来自英诺赛科,型号INN150LA070A,是一颗耐压150V,导阻7mΩ的增强型氮化镓单管,具有非常低的栅极电荷和超低的导通阻抗,可有效减小驱动损耗和导通损耗,加之其超小的封装,适合应用于AC-DC的同步整流,D类功放,高频DC-DC转换器,通信基站和马达驱动。

  INN150LA070A采用倒装FCLGA3.2*2.2封装,die与焊盘具有更大的接触面积,更低的热阻,有效降低温升,显著提升散热性能。

  两颗输出滤波电容来自永铭,为NPT系列固态电容,规格均为560μF 25V,两颗并联用于输出滤波。

  两路降压小板用料与布局相同,其中一面焊接降压开关管,USB-C母座和输出滤波电容,滤波电容缠绕胶带绝缘。

  降压小板上焊接智融SW3536,用于降压输出。SW3536是一款高集成度的多快充协议双口充电芯片,支持USB-A+USB-C双口快充输出,支持双口独立限流。内部集成了7A高效率同步降压变换器,支持PPS/PD/QC/AFC/FCP/SCP/PE/SFCP/TFCP等多种快充协议,最大支持140W输出功率。

  SW3536集成CC/CV模式,双口管理逻辑以及双芯片动态功率分配,外围元件精简,是一颗完整的高性能多快充协议双口充电解决方案。SW3536支持36V输入电压,满足12-24V输入车充应用,适用于快充适配器,插排以及车充应用。

  两颗降压开关管来自AOS万代,型号AON7544,为NMOS,耐压30V,导阻为4.1mΩ,采用DFN3*3封装。

  输出滤波电容缠绕高温胶带绝缘,来自永铭,NPT系列固态电容,规格为220μF 25V。

  对应USB-A接口5V输出的降压转换器采用拓尔微TMI2283QE,是一颗内置开关管的同步降压转换器,支持30V供电电压,输出电流可达3.5A,工作频率可调,内部集成软启动和过热关闭,适用于车充,适配器,移动电源等应用。

  USB-A口的自动识别和限流二合一芯片来自赛微微电,型号为CW3047,用于USB-A口充电的自动识别和短路保护功能。

  用于充电器内部温度检测及保护控制功能的单片机,来自东软载波,型号ES8P5066FJNK,是一颗M0内核的32位高性能低功耗单片机,采用QFN32封装,内置ADC,连接NTC热敏电阻用于温度检测,同时还用于控制功率自动分配功能。

  安克推出的这款全氮化镓快充插座采用软胶的外壳设计,电线收纳十分方便,并且非常美观。插座配有两个新国标五孔AC插座,同时拥有安全门,能防止异物插入,确保安全。并具备2C1A三个输出接口,两个USB-C接口支持65W快充输出,并支持功率盲插,满足笔记本和手机充电需求。

  充电头网通过拆解了解到,安克全氮化镓快充插座采用快充电源模块与插座模块独立的设计,快充电源模块为多块PCB焊接组成,并灌胶填充,提升强度和散热效果。电源采用了南芯的氮化镓快充方案,内置SC3057合封氮化镓芯片和SC3520同步整流控制器,氮化镓同步整流管来自英诺赛科,型号INN150LA070A,组成固定电压输出的开关电源。

  输出采用两颗智融科技SW3536进行降压和协议控制,两路USB-C降压电路焊接在独立的小板上,打胶加固并加强散热。内部采用东软载波单片机进行整机保护功能,高压滤波电解电容和输出固态电容均来自永铭。内部采用模块化设计,模块做工细致,品质可靠。


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