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內建智融科技SW3516P降壓協定芯片,廣數140W氮化鎵充電器拆解

2024-04-03數位

前言

廣數電氣技術有限公司推出了一款140W氮化鎵充電器,這款充電器為方塊機身設計,黑色磨砂外殼,並配有折疊插腳,便於攜帶和收納。插腳可組裝配套的電源線使用,可滿足不同場景的使用需求。

充電器具備2C1A輸出介面,其中USB-C1介面支持100W快充,USB-C2介面支持140W PD3.1快充和33W UFCS融合快充,USB-A介面支持30W快充,並支持功率自動分配。下面充電頭網就帶來這款充電器的拆解,一起看看內部的設計和用料。

廣數140W氮化鎵充電器外觀

廣數140W氮化鎵充電器為經典黑色配色,機身正背面弧面設計,同時其中一端角區域亮面撞色處理,整體比較有辨識度。

機身正背面主體磨砂抗指紋,端角采用亮面板裝飾。

機身一側印有140W GaN字樣。

另一側印有充電器詳細參數資訊,制造商為東莞市廣數電氣技術有限公司,產品透過了CE、FCC、PSE、ETL認證,以及VI級能效認證。

充電器參數特寫

型號:GSPD-1403U

輸入:100-240V~50/60Hz 2.0A(Max)

輸入:

總功率:140W(Max)

USB-A:5V3A、9V3A、12V2.5A 30W(Max)

USB-C1:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A 100W(Max)

USB-C2:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A 140W(Max)

充電器配備可折疊美規插腳,方便攜帶。

此外插腳端處外殼采用可組裝其它型別插腳的卡扣結構設計,使用者可在不同國家或地區使用而無需再重新購買充電器。

機身輸出端配置指示燈以及2C1A三個USB介面,介面旁印有相應標識,方便使用者區別使用。

實測充電器機身長度為75.18mm。

寬度為64.78mm。

厚度為32.86mm。

和蘋果140W氮化鎵充電器放在一起對比,廣數140W氮化鎵充電器不僅介面數量更多,而且體積優勢也非常明顯。

充電器拿在手上的大小直觀感受。

另外測得充電器凈重約為213g。

通電狀態下指示燈亮綠光。

使用ChargerLAB POWER-Z KM003C測得USB-C1口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、SFCP、PE2.0、PD3.0、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充電協定。

PDO報文顯示USB-C1口具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五組固定電壓檔位。

測得USB-C2口支持UFCS、QC3.0、SFCP、PE2.0、PD3.1、DCP、Apple 2.4A充電協定。

PDO報文顯示USB-C2口具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V6.5A、28V5A六組固定電壓檔位,以及15-28V 140W AVS電壓檔位。

測得UFCS融合快充具備5.5-11V3A一組電壓檔位。

另外測得USB-A口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、SFCP、PE2.0、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充電協定。

廣數140W氮化鎵充電器拆解

看完了廣數這款充電器的外觀和測試,下面就進行拆解,一起看看內部的設計和用料。

首先沿機身外殼接縫處撬開外殼,內部PCBA模組整體覆蓋散熱片。

散熱片與殼體之間塗膠固定。

將PCBA模組從殼體內部取出,散熱片與殼體之間同樣塗膠固定。

折疊插腳透過導線焊接連線到PCBA模組。

PCBA模組底部設有黃銅散熱片,邊緣透過卡扣固定。

使用遊標卡尺測得PCBA模組長度約為68.7mm。

PCBA模組寬度約為57.3mm。

PCBA模組厚度約為26mm。

取下PCBA模組兩麵包裹的散熱片。

PCBA模組與散熱片之間填充導熱膠。

背面塗有導熱膠,並貼上導熱墊。

PCBA模組正面一覽,左上角為交流輸入端,焊接保險絲,共模電感,安規X2電容,整流橋。右側焊接濾波電容,下方為諧振電感和高壓濾波電容。在高壓濾波電容右側為LLC變壓器,上方為PFC升壓電感。右側為降壓輸出小板,焊接降壓電感,USB-C母座和濾波電容等元件。

PCBA模組背面焊接一顆PFC+LLC二合一控制器,左下方焊接PFC開關管和PFC整流管,左上方焊接兩顆LLC開關管,在右上角焊接兩顆同步整流管,PCBA模組上方焊接貼片Y電容,下方焊接反饋光耦和另一顆貼片Y電容。

透過對PCBA模組的觀察發現,廣數這款130W氮化鎵充電器采用PFC+LLC+SR開關電源架構設計,PFC進行功率因數校正,LLC電源固定電壓輸出。輸出透過兩路獨立的降壓電路,實作三個介面的快充輸出。下面我們就從輸入端開始了解整個充電器的設計和用料。

輸入端焊接保險絲,共模電感,安規X2電容和整流橋。

輸入端保險絲規格為3.15A 250V。

共模電感采用漆包線和絕緣線繞制,纏繞膠帶絕緣。

安規X2電容來自JURCC桀威,規格為0.56μF。

第二級共模電感采用扁銅線繞制,底部焊接絕緣支架。

濾波電感采用磁環繞制。

PCBA模組側面一覽,右側為整流橋,左側設有薄膜濾波電容和磁環濾波電感,以及PFC升壓電感和降壓小板。

整流橋型號GBU610,規格為6A 1000V。

薄膜濾波電容來自JURCC桀威,規格為1μF 450V。

介面卡內部初級PWM主控芯片采用NXP恩智浦TEA2016AAT,一顆芯片內建LLC控制器和PFC控制器,內建數位架構控制,簡化了設計的同時減少外圍元件數量,芯片內建多重完善的保護功能,整合度非常高。

PFC開關管來自寬芯半導體,絲印KX200PD3,實際型號為KX2N65R200PD,是一顆Cascode結構的氮化鎵開關管,耐壓為650V,峰值耐壓800V,標稱導阻為200mΩ,柵極支持±20V耐壓,相容傳統矽MOS驅動器,采用DFN8*8-3封裝。

寬芯半導體 KX2N65R200PD 資料資訊。

PFC升壓電感特寫,標註130W-PFC。

PFC整流管采用MURS460,規格為4A 600V。

絲印S3M的二極體用於PFC旁路。

PCBA模組另一側焊接高壓濾波電容和LLC變壓器,右側焊接降壓小板。

高壓濾波電容來自豐賓,規格為100μF400V。

LLC開關管來自英飛淩,型號IPD60R360P7S,為CoolMOS P7系列,是一顆650V耐壓的NMOS,導阻360mΩ,采用TO252封裝。

諧振電容來自桀威,為MPP92系列,規格為0.018μF630V。

諧振電感采用膠帶嚴密纏繞絕緣。

變壓器也采用膠帶嚴密纏繞絕緣,標註PD-140W字樣。

貼片Y電容來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,非常適合套用於氮化鎵快充這類高密度電源產品中。料號為TMY1102M。

另一顆貼片Y電容同樣來自特銳祥,料號相同。

兆龍CT1018光耦用於輸出電壓反饋。

同步整流控制器來自NXP恩智浦,型號為TEA1995,其內建兩個獨立的同步整流驅動器用於LLC架構開關電源的同步整流,外圍元件精簡,支持38V工作電壓,能夠滿足USB PD3.1的28V輸出。

同步整流管來自芯控源,型號AGM1010A,NMOS,耐壓100V,導阻7.5mΩ,采用DFN5*6封裝。

輸出端焊接降壓輸出小板,濾波固態電容和濾波電感。

三顆輸出濾波電容規格均為330μF35V。

磁環濾波電感特寫。

降壓小板正面焊接降壓協定芯片,降壓MOS管,USB-C母座和USB-A母座。在右側焊接固定一小片黃銅散熱片,下方為導熱墊。

在黃銅散熱片下方焊接一顆降壓協定芯片和兩顆MOS管。

降壓小板背面焊接兩顆降壓電感和濾波電容。電感和電容均外套熱縮管絕緣。

USB-C1和USB-A介面降壓協定IC采用智融SW3516P,這是一款高整合度的多快充協定雙口充電芯片,支持A+C口任意口快充輸出,支持雙口獨立限流,參數和規格均與智融SW3516H相同。

SW3516P整合了5A 高效率同步降壓變換器。支持PPS/PD/QC/AFC/FCP/SCP/PE/SFCP等多種快充協定,最大輸出PD 100W,CC/CV模式,以及雙口管理邏輯。外圍只需少量的器件,即可組成完整的高效能多快充協定雙口充電解決方案。

智融 SW3516P 詳細資料。

充電頭網拆解了解到,智融 SW3516P 此前還被閃極100W 3C1A氮化鎵充電器、公牛67W 3C1A山峰安全快充插座、魅族PANDAER 67W 2C1A氮化鎵變速箱潮充、綠聯MFM認證100W二合一氮化鎵充電站等產品采用,芯片效能品質獲客戶一致認可。

同步降壓開關管來自芯控源,型號AGM403AP,NMOS,耐壓40V,導阻2.7mΩ,采用PDFN3.3*3.3封裝。

輸入濾波電容規格為330μF35V。

另一顆濾波電容規格為100μF35V。

輸出濾波電容規格為220μF25V。

兩顆降壓電感采用磁環繞制,底部設有青稞紙絕緣。

用於USB-C1和USB-A口的VBUS開關管來自禾納,型號為CWT3125AP,雙NMOS管,耐壓30V,導阻8.5mΩ,用於兩個介面的輸出控制。

充電器USB-C2介面使用智融SW3566降壓控制器,這顆芯片是一款高整合度的多快充協定雙口充電SOC芯片,支持USB-C和USB-A介面充電,並支持雙口獨立限流。芯片內部整合了高效率同步降壓轉換器,支持20V7A和28V5A輸出,支持PD3.1/QC/SCP/UFCS等快充協定,支持快充協定客製,最大支持140W輸出功率。

SW3566整合了CC/CV模式,雙口管理邏輯和母線電壓檢測,搭配對應的降壓開關管和VBUS開關管即可實作雙口降壓輸出。芯片內建的降壓轉換器工作頻率為180KHz,支持PWM和PFM工作模式。輸出電流,線損補償等保護閾值均可透過I2C介面進行設定,內建的ADC可實作輸入輸出電壓,輸出電流,芯片溫度等9個通道的數據采樣,支持外接MCU進行參數顯示。

SW3566支持36V輸入電壓,最高輸出電流7A,芯片內建軟啟動,輸入過壓/欠壓保護,輸出過壓/欠壓保護,輸出過流/短路保護,DP/DM/CC過壓保護,芯片過熱保護和外接NTC熱敏電阻保護,以及限功率保護。芯片采用QFN4*4-32封裝。

充電頭網拆解了解到,智融SW3566此前還被安克65W 2C1A氮化鎵充電器、公牛240W 3C1A氮化鎵桌面充電器、綠聯300W 4C1A五口PD氮化鎵快充充電器、今翔140W 3C1A氮化鎵快充充電器、古石188W多口桌面充電器、TOMAX拓瑪140W 3C1A氮化鎵充電器等產品采用,芯片效能品質獲客戶一致認可。

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同步降壓開關管來自英飛淩,型號BSC0702LS,NMOS,耐壓60V,導阻2.7mΩ,采用SuperSO8封裝。

另一顆同步降壓管型號相同。

輸入濾波電容規格為220μF35V。

輸出濾波電容規格相同。

輸出VBUS開關管采用芯控源AGM403AP。

USB-C母座采用貼片焊接,黑色舌片不露銅。

USB-A母座采用綠色膠芯。

全部拆解一覽,來張全家福。

充電頭網拆解總結

廣數這款140W氮化鎵充電器為方形機身設計,黑色磨砂外殼、充電器配有折疊插腳,便於攜帶與收納。充電器具備2C1A介面,USB-C2介面支持140W PD3.1快充和33W UFCS融合快充,USB-C1介面支持100W快充,USB-A介面支持30W快充,三口均支持快充輸出,並支持功率自動分配,滿足膝上型電腦和手機同時充電需求。

充電頭網透過拆解了解到,廣數這款氮化鎵充電器采用PFC+LLC+SR架構,采用恩智浦TEA2016+TEA1995電源方案,PFC開關管采用寬芯半導體KX2N65R200PD氮化鎵開關管,LLC開關管采用英飛淩IPD60R360P7S,同步整流管采用芯控源AGM1010A。

兩路同步降壓電路分別采用智融科技SW3566和SW3516P降壓協定芯片,搭配使用英飛淩開關管和芯控源開關管。充電器內部PCBA模組包裹散熱片,內部填充導熱膠並貼上導熱墊加強散熱,內部使用多塊PCB組合焊接,充分利用內部空間,設計緊湊,用料紮實。