前言
知名電源廠商古石科技推出了一款雙USB-C口的氮化鎵充電器,這款充電器采用白色柱狀造型設計,外觀小巧精致,自帶折疊插腳,便于日常使用。充電器具備45W輸出功率,兩個USB-C接口支持盲插,具備20V輸出檔位。既能滿足手機充電需求,也能為筆記本電腦充電。充電頭網已經拿到了古石科技這款氮化鎵充電器,下面就進行拆解,看看內部的設計如何。
古石45W氮化鎵充電器外觀

充電器采用時下主流柱狀造型設計,外殼通體白色并且磨砂處理,觸感不錯且可以有效抗指紋。

輸入端外殼印有充電器參數。

產品參數特寫
型號:GS-W45A0954
輸入:100-240V~50/60Hz 1.2A
USB-C1/C2輸出:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V2.25A
PPS:3.3-16V3A
總輸出:45W Max
制造商:深圳市古石科技有限公司
充電器已經通過了ETL、PSE、FCC認證。

充電器配備可折疊美規插腳,攜帶方便。

輸出端配備雙USB-C接口,并在接口旁分別印有USB-C1和USB-C2,方便全部使用。

實測充電器機身長度為58.13mm。

寬度為32.08mm。

厚度為42.3mm。

和蘋果新出的35W雙USB-C充電器對比,體積甚至更小一些。

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101g。

使用ChargerLAB POWER-Z KM003C測得USB-C1口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0/4+、PE2.0、PD3.0、PPS、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充電協議。

PDO報文顯示C1口還具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V2.25A五組固定電壓檔位,以及3.3-16V3A一組PPS電壓檔位。

測得USB-C2口兼容協議和USB-C1口的相同。

此外PDO報文也一樣,雙口支持功率盲插,日常使用方便。
古石45W氮化鎵充電器拆解
對古石這款雙口45W氮化鎵充電器有了基本了解后,下面繼續對其進行拆解,看看內部的用料和做工如何。

首先沿充電器外殼接縫撬開外殼,PCBA模塊填充藍色導熱膠,折疊插腳通過彈片連接到PCBA模塊供電。

折疊插腳和彈片一覽。

從外殼中抽出PCBA模塊。

PCBA模塊填充藍色導熱膠和白色固定膠。

使用游標卡尺測得PCBA模塊長度約為53.8mm。

PCBA模塊寬度約為38mm。

PCBA模塊厚度約為25.3mm。

清理掉PCBA模塊表面的膠水,在右上角焊接輸入小板,下方焊接高壓濾波電容,左側為變壓器,變壓器左側為輸出降壓小板,焊接降壓電感和濾波電容以及USB-C母座,元件之間打膠填充,并粘貼麥拉片絕緣。

PCBA模塊背面焊接整流橋,氮化鎵合封芯片,貼片Y電容,反饋光耦,左側焊接同步整流芯片。
通過對PCBA模塊的觀察,古石這款45W雙口充電器內置合封氮化鎵芯片,采用高頻QR開關電源架構,同步整流輸出固定電壓,再由降壓小板根據負載需求降壓輸出。內部的開關電源方案均來自必易微。下面我們就從輸入端開始了解各個器件的信息。

PCBA模塊側面焊接輸入小板。

小板外側焊接一顆貼片保險絲。

小板內側焊接NTC熱敏電阻和共模電感。

貼片保險絲規格為3.15A 250V。

綠色NTC熱敏電阻用于抑制充電器插電時的浪涌電流。

共模電感采用漆包線和絕緣線繞制,外套熱縮管絕緣。

安規X2電容來自TENTA天泰,規格為0.1μF。

整流橋來自深圳市沃爾德實業有限公司,型號WRMSB40M,這顆軟橋通過較軟的恢復曲線,比較平滑的關斷特性,可以降低二極管結電容達到非常少的諧波振蕩產生的效果。

側面焊接輸出濾波電容,變壓器和高壓濾波電容。

一顆高壓濾波電容來自綠寶石,規格為400V 33μF。

另外兩顆高壓濾波電容來自萬京源,規格均為400V 27μF,濾波電容總容量為87μF。

差模電感外套熱縮管絕緣。

充電器氮化鎵合封芯片來自必易微,型號KP22066,內部集成典型值165mΩ導阻的氮化鎵開關管,反激控制器和可靠的驅動電路。芯片內部集成高壓啟動電路,可縮短啟動時間并降低待機功耗。同時還集成了X電容放電功能,可進一步降低待機功耗。
芯片內置高可靠的氮化鎵驅動,提供穩定的6.2V柵極驅動電壓,同時芯片集成外部驅動開通速度調節功能,可以通過外部配置參數優化EMC,解決了高頻合封氮化鎵電源設計的一大難題。

KP22066采用了負壓電流采樣技術,驅動回路中沒有采樣電阻,開通時驅動電壓不會受到電流采樣電阻壓降影響,更加高效。合封技術進一步減小了寄生參數對高頻開關的影響,提高整體穩定性。KP22066具有三檔工作頻率可通過管腳配置,支持140kHz、300kHz、500kHz,支持9-112V供電電壓,適配寬電壓輸出應用。
KP22066內置峰值電流抖動功能以優化EMI,支持綠色模式和打嗝模式工作,芯片內集成了供電欠壓、過壓保護,集成輸入欠壓、過壓保護,集成輸出過壓保護,逐周期電流限制,過載保護,過流保護,過熱保護,電流采樣電阻開路保護等保護措施。
值得一提的是,KP22066合封芯片還支持雙繞組為芯片供電,具有兩個供電引腳,可以根據輸出電壓,切換供電繞組抽頭。當輸出電壓范圍寬且輸出電壓較高時,芯片可自動切換成低壓繞組供電,降低芯片自身損耗。KP22066采用必易微專有的DFN8*8封裝,將功率走線和控制走線分離,并采用大面積散熱PAD,有效降低溫升,具有優秀的散熱性能。

為主控芯片供電的濾波電容規格為10μF 50V。

變壓器采用ATQ23磁芯繞制。

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,非常適合應用于氮化鎵快充這類高密度電源產品中。料號為TMY1471K。
特銳祥專注于被動元器件的研發、生產及銷售,注冊資本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用,為客戶提供更多的解決方案。

充電頭網了解到,特銳祥貼片Y電容除了被倍思高通QC5認證100W氮化鎵快充、麥多多100W氮化鎵、OPPO 65W超級閃充氮化鎵充電器、聯想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快充充電器等數十款大功率充電器使用外,也可應用于海陸通、第一衛、貝爾金等品牌20W迷你快充上,性能獲得客戶一致認可。

另一顆貼片Y電容規格相同。

奧倫德 OR1009光耦用于輸出電壓反饋。

同步整流芯片來自必易微,型號為KP40613,是一顆內部集成100V 6mΩ同步整流管的整流芯片,支持反激,有源鉗位反激,支持DCM,QR和CCM工作模式,支持高側和低側配置,支持寬輸出范圍,具備智能開通檢測和智能過零檢測,采用PDFN5*6封裝增強散熱,支持65W P快充應用。

必易微 KP40613 資料信息。

在充電器的輸出端焊接降壓小板和濾波電容,小板上還焊接降壓電感和輸出濾波電容,元件之間打膠固定。

一顆濾波電容來自綠寶石,規格為330μF 25V。

另一顆濾波電容規格為560μF 25V。

輸出降壓小板正面焊接降壓轉換芯片,MCU,兩個USB-C母座和輸出濾波電容。

小板背面焊接兩顆降壓電感和一顆降壓轉換芯片。

降壓芯片使用智融科技SW3526,芯片內部集成3.5A高效率同步整流降壓轉換器,支持PPS、PD、QC、AFC、FCP、SCP、PE、SFCP、低壓直充等充電協議,支持CC/CV模式,外部僅需少量器件,即可組成完整的高性能多快充協議充電解決方案。
得益于芯片的高集成度,SW3526將傳統降壓方案中協議芯片,同步降壓控制器和降壓MOS管全部濃縮集成在一個封裝內部,極大的簡化了多口快充的電路設計。

智融 SW3526 詳細規格資料。
充電頭網拆解了解到,智融SW3526已被航嘉100W氮化鎵雙認證安全快充、華科生230W 4C1A氮化鎵桌面充、倍思30W超級硅Pro充電器、HYPER JUICE 100W氮化鎵快充 、特斯拉Model 3/Y專用中控扶手箱數據恢復面板等多款產品采用,此外智融的快充芯片還可用于USB PD快充移動電源、快充車充等領域。

另一路也采用智融SW3526,兩路降壓芯片型號相同。

降壓電感外套熱縮管絕緣,底部采用麥拉片絕緣,整體打膠加強散熱。

兩顆輸出濾波電容規格為220μF 25V。

10mΩ取樣電阻用于檢測輸出電流。

用于控制功率自動分配的MCU特寫。

USB-C母座采用過孔焊接固定,白色膠芯不露銅。

全部拆解一覽,來張全家福。
充電頭網拆解總結
古石這款45W雙口氮化鎵充電器體積小巧,外觀精細。配有折疊插腳,便于日常攜帶。充電器具有雙USB-C輸出口,單口使用時支持45W輸出功率,雙口同時使用支持功率自動分配。具備5-20V齊全固定電壓檔位以及3.3-16V3A一組PPS電壓檔位,性能強悍,充分滿足蘋果、華為、小米等知名品牌設備快充需求。
充電頭網通過拆解了解到,古石45W充電器采用必易微快充電源方案,采用KP22066合封氮化鎵芯片搭配KP40613同步整流芯片,組成固定電壓輸出的開關電源。兩款芯片均內置開關管,外圍元件精簡。輸出使用兩路智融SW3526多合一降壓芯片,芯片內集成降壓MOS管,同步降壓控制器以及協議功能,大大簡化次級二次降壓電路設計。


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