2021年10月19日凌晨1點(diǎn)蘋(píng)果舉行特別活動(dòng)，發(fā)布了AirPods 3、2021 Macbook Pro，另外還帶來(lái)了HomePod mini新配色。雖然發(fā)布會(huì)前蘋(píng)果就通過(guò)一張宣傳圖暗示本次發(fā)布的新品會(huì)非常炸裂，很多人也都有了心理準(zhǔn)備，但真到Macbook Pro環(huán)節(jié)，大家還是被震撼到了。

新款MacBook搭載現(xiàn)今最強(qiáng)的筆電處理器M1 PRO / M1 MAX，巨大的性能提升讓很多小伙伴驚呼這是把整管牙膏都擠了出來(lái)。此外16英寸的MacBook Pro更是支持最高140W大功率快充，是全球首款支持USB PD3.1快充技術(shù)的筆記本電腦。

除了標(biāo)配基于氮化鎵黑科技設(shè)計(jì)的140W快充充電器外，還有一根特殊的USB-C to MagSafe3線(xiàn)，通過(guò)這兩個(gè)配件才能實(shí)現(xiàn)140W快充，二者缺一不可。

蘋(píng)果這款140W氮化鎵快充的出現(xiàn)，算是開(kāi)啟了USB PD3.1快充時(shí)代的大門(mén)，因此受到很多人的關(guān)注。充電器雖為新款MacBook Pro16標(biāo)配，但蘋(píng)果官網(wǎng)也有零售，售價(jià)729元。

蘋(píng)果此前推出過(guò)5W、10W、12W、18W、20W、29W、30W、61W、87W、96W等多款充電器，絕大部分充電頭網(wǎng)都拆解過(guò)。關(guān)于新款MacBook Pro 16的充電兼容性測(cè)試，充電頭網(wǎng)找來(lái)了蘋(píng)果18-140W PD快充家族，具體的功率、兼容性表現(xiàn)情況請(qǐng)查閱相關(guān)評(píng)測(cè)文章。

蘋(píng)果目前已經(jīng)建立了自家的PD快充生態(tài)，旗下PD快速充電已經(jīng)覆蓋了18W到140W的功率段，而此次首發(fā)的支持USB PD3.1的140W氮化鎵充電器也是目前蘋(píng)果推出的功率最高的一款PD快速充電器了。

很多小伙伴很好奇首款PD3.1快充氮化鎵充電器內(nèi)部是怎么設(shè)計(jì)的，采用的是什么架構(gòu)。充電頭網(wǎng)下面就對(duì)這款充電器進(jìn)行詳細(xì)拆解，為大家一一解答。

一、蘋(píng)果140W氮化鎵充電器外觀

蘋(píng)果這款140W氮化鎵充電器延續(xù)簡(jiǎn)潔白色外殼設(shè)計(jì)，外殼高光亮面處理，邊角過(guò)渡圓潤(rùn)。

設(shè)計(jì)上和以前的61W、87W、96W三款充電器保持統(tǒng)一風(fēng)格，造型由傳統(tǒng)的正方形變?yōu)殚L(zhǎng)方形，非常容易分辨。

機(jī)身中心設(shè)計(jì)有蘋(píng)果logo。

輸入端一側(cè)外殼上印有充電器名稱(chēng)，型號(hào)A2452，制造商為偉創(chuàng)力電源（東莞）有限公司。

另一側(cè)外殼上印有充電器輸入輸出參數(shù)

輸入：100-240V~50/60HZ 2A

輸出：5V3A、9V3A、15V5A、20.5V5A、28V5A

充電器已經(jīng)通過(guò)了CCC、KC認(rèn)證。

充電器配備的是可折疊國(guó)標(biāo)插腳，兩側(cè)加入雙翼設(shè)計(jì)，日常使用更穩(wěn)定。

插腳也是延續(xù)獨(dú)具特色的獨(dú)立模塊設(shè)計(jì)，可拆卸更換。

插腳模塊外殼上印有“2.5A 250V~CH677-1725”和"Longwell China"字樣，Longwell良維是蘋(píng)果充電器插頭的三大供應(yīng)商之一，充電頭網(wǎng)在此前科普鑒別真假蘋(píng)果轉(zhuǎn)接插頭的文章時(shí)介紹過(guò)。

凹槽里印有中國(guó)英文縮寫(xiě)“CHN”。

8字型塑料插腳特寫(xiě)，中間不規(guī)則凹槽設(shè)計(jì)可以起到固定防松動(dòng)作用。

T型固定座特寫(xiě)，而且可以充當(dāng)?shù)鼐€(xiàn)使用。

插槽內(nèi)印有SN碼：C4H141207C216YCAT。

將充電器與MacBook Pro連接，可以獲取充電器的相關(guān)信息，其功率為140W，序列號(hào)為C4H141207C216YCAT，與插腳外殼上絲印的信息一致。

使用ChargerLAB POWER-Z MF001讀取得充電器SN碼也是C4H141207C216YCAT。

輸出端配備單USB-C接口，白色膠芯。

C口母座外殼也是獨(dú)立設(shè)計(jì)。

測(cè)得充電器機(jī)身長(zhǎng)度約為96.13mm。

寬度為75.17mm。

厚度為28.68mm。

和蘋(píng)果96W充電器對(duì)比，更高也更窄。

拿在手上的直觀感受。

重量約為277g。

使用ChargerLAB POWER-Z KT002檢測(cè)USB-C口輸出協(xié)議，顯示支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP、PD3.0協(xié)議，實(shí)際上充電器支持最新的PD3.1快充標(biāo)準(zhǔn)。

此外測(cè)得USB-C口還具備5V3A、9V3A、15V3A、20V4.7A四組固定電壓檔位，實(shí)際上充電器還具備28V5A電壓檔，最大輸出功率140W。

使用ChargerLAB POWER-Z KM001C實(shí)測(cè)蘋(píng)果這款140W氮化鎵充電器通過(guò)MagSafe 3為MacBook Pro 16充電，功率為27.73V 4.92A 136.68W。

二、蘋(píng)果140W氮化鎵充電器拆解

通過(guò)切割方式將外殼拆開(kāi)。

外殼非常厚實(shí)保護(hù)性強(qiáng)，同時(shí)邊緣打膠對(duì)內(nèi)部模塊進(jìn)行加固。

輸入端一根導(dǎo)線(xiàn)連接T型固定座做接地處理。

AC導(dǎo)線(xiàn)端子焊點(diǎn)套有熱縮管絕緣。

充電器模塊覆蓋大型金屬散熱片，起到均勻散熱效果。

散熱片使用螺絲進(jìn)行固定。

側(cè)邊部分區(qū)域粘貼絕緣膠帶。

測(cè)得模塊長(zhǎng)度為87.6mm。

寬度為67.07mm。

厚度為23.2mm。

將散熱片拆掉，露出模塊。

散熱片內(nèi)側(cè)設(shè)有絕緣隔離板。

模塊正面一覽，電容、電感等器件打膠，變壓器上覆蓋塑料殼。

將塑料殼拆掉。

主板背面覆蓋軟膠墊絕緣保護(hù)，對(duì)應(yīng)芯片、電容等處鏤空處理。

芯片上涂有導(dǎo)熱膠并貼有石墨導(dǎo)熱貼紙。

主板正面一覽，中心區(qū)域設(shè)有高壓濾波電解電容、電流互感器、薄膜電容、供電電容等器件，高壓濾波電解電容橫置并套有絕緣膠套。

將正面元器件拆掉，可以看到板子上還有四顆二極管、兩顆驅(qū)動(dòng)器、光耦、協(xié)議芯片以及輸出VBUS開(kāi)關(guān)管。

主板背面一覽，主要設(shè)有PFC升壓電路和LLC開(kāi)關(guān)電源的控制器以及MOS管等。

輸入端一覽，安規(guī)X電容套有塑料殼，頂部設(shè)有保險(xiǎn)絲并套有絕緣管，兩個(gè)器件纏繞膠帶固定在一起。右邊設(shè)有兩顆英飛凌MOS管。

保險(xiǎn)絲額定電流3.15A。

安規(guī)X電容特寫(xiě)。

共模電感兩級(jí)設(shè)計(jì)，用于濾除EMI干擾。

另一顆共模電感藍(lán)黑雙線(xiàn)繞制。

一顆TVR10621M壓敏電阻，用于輸入過(guò)壓保護(hù)。

輸入端采用四顆二極管組成的整流橋。

另外兩顆二極管特寫(xiě)，搭配英飛凌CoolMOS IPA65R095C7進(jìn)行主動(dòng)整流。

兩顆絲印65C095C7的英飛凌MOS管，IPA65R095C7，用于提升整流效率。

另一顆英飛凌IPA65R095C7特寫(xiě)。

側(cè)邊設(shè)有薄膜濾波電容及磁環(huán)濾波電感，輸入端整流后濾波。

兩顆薄膜電容特寫(xiě)。

磁環(huán)濾波電感特寫(xiě)，打膠加固。

PFC升壓電感和降壓電感，右側(cè)是輸出Type-C母座，采用排線(xiàn)連接固定。

NXP恩智浦TEA19162T PFC升壓控制器。

兩顆ST MOS管用于PFC升壓，絲印36N60PF8N。

另一顆特寫(xiě)。

PFC整流管為安森美 FES10J，耐壓600V，電流10A的超快恢復(fù)二極管。

PFC升壓電感特寫(xiě)。

高壓濾波電解電容來(lái)自紅寶石，規(guī)格為450V 82μF。

驅(qū)動(dòng)?xùn)|芝和英飛凌開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)器，定制型號(hào)，來(lái)自安森美，絲印SC530C。

東芝 TK210V65Z，NMOS，耐壓650V，導(dǎo)阻175mΩ，DFN8*8封裝。

英飛凌 IPL65R1K5C6S NMOS，耐壓700V，導(dǎo)阻1.5Ω。

用于檢測(cè)降壓級(jí)輸入電流的電流互感器。

絲印AZV的芯片。

降壓電感特寫(xiě)。

第三顆藍(lán)色薄膜濾波電容特寫(xiě)。

主控芯片供電電容也是來(lái)自紅寶石，規(guī)格為35V 47μF。

另一側(cè)設(shè)有LLC開(kāi)關(guān)電源以及輸出相關(guān)器件，可以看到有變壓器、輸出濾波固態(tài)電容以及輸出VBUS開(kāi)關(guān)管等。

ST STM32G071KB M0內(nèi)核MCU，內(nèi)置128K Flash，36K RAM，主頻64MHz，采用UFQFPN32封裝，用于電源初級(jí)驅(qū)動(dòng)控制。

用于驅(qū)動(dòng)兩顆氮化鎵開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)器，定制型號(hào)，來(lái)自安森美，絲印SC278A。

初級(jí)氮化鎵開(kāi)關(guān)管為GaN Systems，650V耐壓，增強(qiáng)型氮化鎵開(kāi)關(guān)管。

于2008年在加拿大渥太華成立的GaN Systems 公司使實(shí)現(xiàn)更小、更高效和更低成本的電力電子成為可能。產(chǎn)品 該公司于 2014 年推出第一代產(chǎn)品，2018 年推出第二代產(chǎn)品，并通過(guò)為消費(fèi)電子和數(shù)據(jù)中心、汽車(chē)和可再生能源等行業(yè)制造和提供 氮化鎵解決方案而迅速贏得了良好的聲譽(yù)。 憑借其在氮化鎵晶體管方面的豐富專(zhuān)業(yè)知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，該公司超越了競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，并在不同行業(yè)的客戶(hù)中保持了良好的聲譽(yù)。

GaN Systems提供當(dāng)今市場(chǎng)上最全面的氮化鎵功率晶體管產(chǎn)品線(xiàn)，包括 650V 和 100V，工作電流范圍為 4A 至 150A的產(chǎn)品。 為了滿(mǎn)足廣泛的功率水平、熱要求和 BoM 目標(biāo)，GaN Systems 提供采用常見(jiàn) PDFN 封裝和嵌入式封裝的晶體管，并提供頂部冷卻或者底部冷卻等不同形態(tài)的產(chǎn)品。 為了滿(mǎn)足汽車(chē)市場(chǎng)的需求，GaN Systems 的產(chǎn)品組合包括符合AEC-Q 和 AutoQual+ 標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。

消費(fèi)者需要能夠?yàn)樗麄兪褂玫亩鄠€(gè)電子設(shè)備充電的更小、更時(shí)尚的充電器。 2021 年，GaN Systems 推出了消費(fèi)電子行業(yè)中最小、最智能、功率密度最高的100W氮化鎵充電器參考設(shè)計(jì)。該充電器可以兼顧并適當(dāng)?shù)貫閬?lái)自單個(gè) 100W 設(shè)備、兩個(gè) 65W 和 30W 設(shè)備或兩個(gè) 45W 或 30W 設(shè)備的各種插電設(shè)備功率級(jí)別組合供電。此外，當(dāng)功耗低于某個(gè)閾值時(shí)，充電器會(huì)切換到更高效率模式以進(jìn)一步最大化性能并減少能量損失，https://mp.weixin.qq.com/s/2dVBpB2sM0SZhcm438Abuw。

充電頭網(wǎng)拆解了解到，加拿大氮化鎵系統(tǒng)公司（GaN Systems）功率管此前已被外星人240W氮化鎵電源、ON 65W 2C1A氮化鎵快充插座、PHILIPS飛利浦65W氮化鎵快充摩天輪插座、研吉65W 1A1C氮化鎵快充等產(chǎn)品采用。同時(shí)為了縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和上市所需時(shí)間，GaN Systems也提供65W QR充電器和100W雙USB-C智能PD充電器完整方案供客戶(hù)參考。

兩顆諧振電容來(lái)自VISHAY。

變壓器由Sumida勝美達(dá)提供。

兩顆黑色Y電容用于抗干擾。

用于輸出電壓反饋的光耦。

另一顆光耦特寫(xiě)，用于電路保護(hù)。

Y電容特寫(xiě)。

為同步整流控制器供電的降壓轉(zhuǎn)換器。

兩顆定制型號(hào)的同步整流控制器，來(lái)自安森美。

同步整流管為安森美NTMFS6H801NL，耐壓80V，導(dǎo)阻2.7mΩ。

輸出濾波固態(tài)電容規(guī)格為35V 680μF。

協(xié)議芯片采用英飛凌CYPD3135，這也是業(yè)界首款USB PD3.1快充協(xié)議芯片，由蘋(píng)果向英飛凌定制。

輸出端電流檢測(cè)電阻，四線(xiàn)電阻。

用于輸出電流檢測(cè)的放大器。

輸出VBUS開(kāi)關(guān)管來(lái)自AOS萬(wàn)代，AON6590A，耐壓40V，導(dǎo)阻0.99mΩ，DFN5*6封裝。

USB-C端口通過(guò)柔性電路板與主控PCB板連接。

全部拆解完畢，來(lái)張全家福。

充電頭網(wǎng)拆解總結(jié)

蘋(píng)果這款140W氮化鎵充電器作為新款MacBook Pro標(biāo)配充電器，延續(xù)光滑圓潤(rùn)風(fēng)格設(shè)計(jì)，配備獨(dú)立模塊設(shè)計(jì)可拆卸折疊插腳，便攜便用。當(dāng)然作為首款支持USB PD3.1快充的充電器，支持最大28V5A 140W快充，性能也是杠杠的。

充電頭網(wǎng)通過(guò)拆解了解到，這款140W氮化鎵充電器保持蘋(píng)果一貫的高水準(zhǔn)用料做工要求。采用PFC+同步降壓+LLC開(kāi)關(guān)電源架構(gòu)設(shè)計(jì)，推測(cè)為L(zhǎng)LC固定變比，通過(guò)同步降壓調(diào)節(jié)輸出電壓。輸入端設(shè)有主動(dòng)被動(dòng)相結(jié)合的整流電路，控制器、MOS管大多為定制料號(hào)，來(lái)自意法、英飛凌、安森美、東芝等國(guó)際知名大廠(chǎng)。

電源初級(jí)采用一顆ST單片機(jī)控制，搭配兩路安森美驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行降壓和LLC控制，此外還有兩顆氮化鎵功率管。日系紅寶石電解電容進(jìn)行初級(jí)側(cè)濾波，次級(jí)側(cè)同步整流控制器和同步整流管均來(lái)自安森美，整體又是一款堆料十足的產(chǎn)品，可以說(shuō)相當(dāng)符合蘋(píng)果風(fēng)格。

作為全球首款支持USB PD3.1快充的充電器，其推出的意義是不言而喻的，相信在蘋(píng)果的影響下，更多的廠(chǎng)商會(huì)快速跟進(jìn)，屆時(shí)一系列支持新快充標(biāo)準(zhǔn)的筆電、充電器、數(shù)據(jù)線(xiàn)等配件也會(huì)如雨后春筍般紛紛冒出，消費(fèi)者也會(huì)享受到科技升級(jí)帶來(lái)的好處。

此前充電頭網(wǎng)還拆解過(guò)蘋(píng)果Watch Series 7原裝磁吸無(wú)線(xiàn)充、蘋(píng)果USB-C to USB轉(zhuǎn)換器、蘋(píng)果雷電3轉(zhuǎn)雷電2轉(zhuǎn)換器、蘋(píng)果原裝MagSafe行動(dòng)電源、蘋(píng)果新款iMac標(biāo)配USB-C to Lightning編織線(xiàn)、蘋(píng)果MagSafe Duo Charger雙項(xiàng)無(wú)線(xiàn)充電器、蘋(píng)果原裝2米雷電3 Pro數(shù)據(jù)線(xiàn)等產(chǎn)品，歡迎查閱。