應用案例2023-05-04 15:29:18
深圳市聚泉鑫科技有限公司是一家國家級高新技術(shù)企業(yè),自2009年成立以來,一直致力于消費類電子及電源類產(chǎn)品的IC芯片應用開發(fā)及電路設計。公司產(chǎn)品涵蓋移動電源、車載充電器、PD氮化鎵充電器、無線充電器等領(lǐng)域,整體技術(shù)面涵蓋AC-DC,DC-DC,DC-AC的各類電源管理方案。同時也是國內(nèi)知名芯片制造商英集芯、英諾賽科、硅動力、力芯微的核心代理商。
自小米推出迷你33W氮化鎵快充后,Aohi、REMAX等品牌也先后入局,掀起了一股30W迷你充熱潮,市場對這類快充的需求量明顯提高。為此聚泉鑫近期設計了一套33W GaN快充方案并由睿元實業(yè)代工生產(chǎn),以滿足市場需求。這款充電器配置1A1C接口,兼容協(xié)議豐富,最大輸出功率33W可以滿足手機、平板等設備快充需求。下面我們就對其進行詳細拆解,看看用料做工如何。
一、睿元33W氮化鎵快充充電器外觀
充電器采用PC材質(zhì)白色外殼,腰身是亮面和啞光撞色設計,各面間過渡圓潤使用手感好。
這款快充采用固定式國標插腳,腰身一面印有33W字樣,表明輸出功率。
輸入端外殼上標注有充電器參數(shù)
型號:RY-U33
輸入:100-240V~50/60HZ 0.8A
輸出:
USB-C:5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A
PPS:3.3-11V3A
USB-A:5V4.5A、5V3A、9V2A、12V1.5A
雙口輸出:5V4.5A
制造商:深圳睿元實業(yè)有限公司
產(chǎn)品已經(jīng)通過了3C認證。
頂面1A1C接口分別是黑色和橘紅色膠芯,接口旁印有QC和PD快充標識。
使用游標卡尺實測充電器機身高度為37.74mm。
寬度為33.27mm。
厚度為33.34mm。通過三維可以算得充電器體積約為41.86cm3,功率密度為0.79W/cm3。
和蘋果30W充電器直觀對比,接口更多,體積優(yōu)勢也非常明顯。
拿在手上的直觀感受。
凈重約為48g。
使用ChargerLAB POWER-Z KT002測得USB-A口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP協(xié)議,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP快充協(xié)議。
使用KT002測得USB-C口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP協(xié)議,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PE2.0、PD3.0、PPS快充協(xié)議。
此外C口還具備5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五組固定電壓檔位,以及3.3-11V3A一組PPS電壓檔位。
二、睿元33W氮化鎵快充充電器拆解
將輸入端外殼拆開。
PCBA模塊打膠加固,高低壓濾波電容均套有絕緣管保護。
使用游標卡尺測得模塊長度為33.99mm。
寬度為26.62mm。
厚度為24.93mm。
模塊采用三塊小板組合焊接,連接小板還用來支撐USB-A母座。
輸入端一覽,保險絲設在輸入小板背面,正面有NTC浪涌抑制電阻和共模電感。
藍寶保險絲特寫,額定電流2A。
NTC浪涌抑制電阻,用于抑制上電浪涌電流。
共模電感,用于濾除EMI干擾。
另一側(cè)電容加套防火硅膠套保護。電容硅膠套是深圳市馨寶科技有限公司,用專業(yè)硅膠配方制造,具有良好的防火性能,耐壓5000V以內(nèi)勻安全無憂,為PD快充小型化,電器安全間隙、絕緣穿透距離、爬電距離等問題提供絕對保障,產(chǎn)品已被奧海等多家大型上市公司承認采用量產(chǎn)。
輸入端小板背面除了保險絲,還有整流橋、主控芯片、氮化鎵功率開關(guān)管以及光耦。
WRABS20MG整流橋,來自深圳市沃爾德實業(yè)有限公司。
兩顆高壓濾波電解電容均為深圳市昱光電子y.u.g品牌,規(guī)格都是400V 22μF。該系列電容采用環(huán)保鉆石藍配色,工作溫度范圍:-40℃~105℃,3000小時壽命,具備抗雷擊、耐紋波、高頻低阻等優(yōu)勢,可以為快充優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提升組裝工藝發(fā)揮作用。
我們了解到,昱光電子y.u.g品牌電容還被羽博65W 1A1C氮化鎵充電器、智電電子30W 1A1C快充充電器、倍思20W超級硅充電器、麥多多47W 1A1C迷你氮化鎵充電器、億色迷你20W PD快充、海陸通20W PD快充等產(chǎn)品采用。
開關(guān)電源主控芯片為南芯SC3021D,支持170KHz GaN直驅(qū),專為30W氮化鎵充電器設計,在該方案下可采用ATQ17/15繞線式變壓器,極具性價比。
據(jù)了解,南芯SC3021x滿足各類高頻QR快充需求,采用專有的GaN直驅(qū)設計,省去外置驅(qū)動器或者分立驅(qū)動器件;集成分段式供電模式,單繞組供電,無需復雜的供電電路;內(nèi)置高壓啟動及交流輸入Brown In/Out功能,集成了X-cap放電功能。
我們了解到,南芯快充芯片可應于充電器、車充、移動電源、儲能電源等產(chǎn)品,此前已被安克PowerHouse II 400戶外電源、羽博300W便攜式儲能電源、三星45W PD快充車充、紫米20號200W PD快充移動電源、紫米65W 2C1A桌面PD快充、安克Nano 20W PD快充充電器等數(shù)十款產(chǎn)品采用,品質(zhì)獲得客戶高度認可。
氮化鎵功率芯片采用英諾賽科INN650DA04,耐壓650V,導阻480mΩ(max),具備高頻高效、極低損耗、快速主動散熱等特點,同時采用DFN5*6封裝,實現(xiàn)小體積、高效率。
英諾賽科INN650DA04資料信息。
INN650DA04是InnoGaN系列第二代新品,此前已被REMAX 30W氮化鎵快充采用。第一代氮化鎵功率芯片INN650D02此前已被品勝65W 2C1A氮化鎵快充、紅魔手機6 Pro標配120W PD氮化鎵快充、尚巡120W氮化鎵適配器、REMAX 100W氮化鎵充電器、摩米士100W 2A2C氮化鎵快充、努比亞65W USB PD氘鋒氮化鎵快充、飛頻65W PD氮化鎵充電器、魅族65W氮化鎵充電器、Lapo 65W PD氮化鎵快充充電器、ROCK 65W 2C1A氮化鎵快充等多款產(chǎn)品采用,芯片質(zhì)量獲得市場認可。
變壓器使用絕緣膠帶嚴密包裹,據(jù)了解。變壓器供應商為深圳市金尚電子科技有限公司提供,主營充電器類高頻變壓器。深圳、河源均有生產(chǎn)基地,多款自主研發(fā)開模磁芯骨架,小體積大功率為該公司主導設計生產(chǎn)理念,產(chǎn)品廣泛應用于手機充電器,氮化鎵充電器。
OR-1009光耦特寫,用于初級次級通信,反饋輸出電壓。
輸出端一覽,兩個USB母座分別焊接在兩塊小板上。
將模塊拆分開,并將硅膠清理干凈。
輸出小板一面設有兩顆濾波固態(tài)電容。
另一面設有同步整流控制器、整流管、協(xié)議芯片以及兩顆輸出VBUS開關(guān)管。
同步整流控制器采用杰華特JW7726B,支持CCM、DCM、QR和ACF模式,在振鈴期間能有效防止同步整流MOSFET的誤開通;具有快速關(guān)斷能力以便能兼容CCM;在啟動過程中(VCC建立之前)能有效防止門極gate被耦合至開啟電壓。據(jù)了解,目前JW7726系列產(chǎn)品累計發(fā)貨量已接近千萬顆。
杰華特JW7726B資料信息。
同步整流管采用谷峰GT52N10,耐壓100V,DFN5x6封裝。
谷峰GT52N10資料信息。
輸出濾波固態(tài)電容來自JSH益陽萬京源,規(guī)格為25V 220μF。
另一顆也是來自益陽萬京源,規(guī)格為25V 470μF。
協(xié)議芯片采用英集芯IP2726,用于1A1C接口輸出電壓控制。IP2726是一顆集成多種協(xié)議、用于USB輸出端口的快充IC,支持Type-C DFP、PD2.0/3.0、PPS、QC4+、QC2.0/3.0、FCP、AFC、SCP、MTK PE+、Apple2.4A、BC1.2以及三星2A等協(xié)議。具有高集成度和豐富的功能,在應用時僅需極少的外圍器件,有效減小整體方案的尺寸,降低BOM成本。
我們了解到,英集芯IP2726已經(jīng)通過了高通QC4+認證,拿到了中國大陸地區(qū)第一張QC4+認證證書。
我們了解到,英集芯IP2726此前已被AUKEY 65W 1A1C氮化鎵快充充電器、RAVPOWER 90W雙USB-C口PD快充充電器、斯泰克100W雙USB-C口氮化鎵充電器、麥多多30W 1A1C USB PD快充充電器、坤興18W USB PD3.0 PPS快充充電器等產(chǎn)品采用。此外,英集芯的其它系列快充芯片也獲得小米、華為、三星等客戶的高度認可。
輸出VBUS開關(guān)管特寫,絲印CWT3121AP。
另一顆CWT3121AP開關(guān)管。
USB-C母座,過孔焊接。
全部拆解完畢,來張全家福。
拆解總結(jié)
睿元這款33W氮化鎵快充設計風格簡約,而與這種簡約風相反的是兼容豐富的快充協(xié)議,支持QC、AFC、FCP、SCP、PE2.0、PD3.0、PPS多個市面主流快充協(xié)議,具備5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五組齊全電壓檔位,具備3.3-11V3A PPS電壓檔位,整體性能強悍。支持華為22.5W快充,同時也能滿足小米、蘋果、三星等品牌手機快充需求。
我們了解到,由聚泉鑫設計的這個DEMO整體尺寸做到了33.99 × 26.62 × 24.93mm,功率密度達到了1.46W/cm3之高,做得非常小巧。其采用三塊小板組合焊接設計,其中連接小板上設USB-A母座,巧妙解決了迷你雙口快充的母座布局問題。另外整個模塊打膠加固,全部濾波電容套有絕緣膠套,初次級間設有隔離板。
充電器采用南芯SC3021D主控搭配英諾賽科INN650DA04氮化鎵功率芯片,以及杰華特JW7726B搭配谷峰同步整流管組成開關(guān)電源,采用英集芯協(xié)議芯片IP2726控制雙口輸出電壓,實現(xiàn)33W氮化鎵快充核心器件的全國產(chǎn)化。INN650DA04是InnoGaN系列第二代新品,英諾賽科基于該器件推出了新的30W氮化鎵快充DEMO板,助力30W迷你快充市場發(fā)展。
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