前言
充電頭網拿到了KOVOL科沃的一款PD3.1氮化鎵充電器,這款充電器采用白色機身,配有折疊美規插腳,便于日常攜帶和收納。充電器配有1A1C接口,USB-C接口支持140W PD3.1快充,USB-A接口支持18W快充。
充電器機身側面設有LED指示燈,用于指示供電狀態。充電器內部還使用氮化鎵和碳化硅第三代半導體器件,提高效率,降低發熱并減小體積。接下來就帶來科沃這款140W氮化鎵雙口充電器的拆解,一起看看內部的用料和做工。
科沃140W氮化鎵充電器開箱

包裝盒正面印有KOVOL品牌、產品名稱、外觀簡圖以及140W標識。

背面印有充電器基本信息以及公司聯系信息等。

包裝內含充電器和使用說明書等。

KOVOL 140W充電器采用高阻燃防火材質制作外殼,表面細紋磨砂處理,手感細膩。此外,機身拼接線條設計,增添工程機械感。

充電器機身通體白色,設計風格簡約。

正面下方邊緣設計有KOVOL品牌。

機身一側印有充電器參數。

產品參數特寫
型號:KV-PC019
輸入:100-240V~ 50/60Hz 1.8A Max
輸出:
PD:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A 140W Max
QC:5V3A、9V2A、12V1.5A 18W Max
總輸出:140W Max
充電器通過了FCC、PSE認證,以及VI級能效認證。

輸入端配備可折疊美規插腳,收納自如方便攜帶。

另一端配置1A1C雙輸出接口以及指示燈。

實測充電器機身長度為87.23mm。

寬度為68.99mm。

厚度為32.71mm。

和蘋果140W充電器對比,兩者大小相當。

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299g。

通電狀態下,指示燈亮白光。

使用ChargerLAB POWER-Z KM003C測得USB-C口支持QC3.0/4+、PD3.1、PPS、DCP、Apple 2.4A充電協議。

PDO報文顯示USB-C口具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A六組固定電壓檔位,以及3.3-11V3A一組PPS電壓檔位。

測得USB-A口支持FCP、AFC、QC3+、SFCP、DCP、Apple 2.4A充電協議。
科沃140W氮化鎵充電器開箱
看完了科沃這款氮化鎵充電器的外觀和測試,下面就進行拆解,一起來看看內部的用料和做工。

首先沿殼體接縫拆開充電器外殼,內部PCBA模塊粘貼導熱墊。

導熱墊粘貼在純銅散熱片上。

散熱片通過膠帶與PCBA模塊絕緣。

從殼體內部取出PCBA模塊。

殼體內部銅片粘貼膠帶絕緣。

折疊插腳通過導線焊接連接到PCBA模塊供電。

PCBA模塊正面元件打膠加固散熱,變壓器粘貼導熱墊,初次級之間插入塑料片絕緣。

在PCBA模塊背面粘貼導熱墊幫助散熱,導熱墊缺口處為絕緣塑料片和貼片Y電容。

使用游標卡尺測得PCBA模塊長度約為80.8mm。

PCBA模塊寬度約為56.2mm。

PCBA模塊厚度約為22.7mm。

PCBA模塊正面一覽,頂部焊接輸入保險絲,向左焊接共模電感,安規X2電容,共模電感,整流橋。下方焊接NTC熱敏電阻和PFC升壓電感。右側焊接五顆高壓濾波電容,右側焊接諧振電感,諧振電容和變壓器。
在右下角焊接輸出濾波電容。左側為USB-C和USB-A口降壓電路,上方為初級控制小板。

PCBA模塊背面焊接PFC開關管,PFC整流管。中間焊接兩顆氮化鎵開關管,右側焊接兩顆貼片Y電容,同步整流控制器和兩顆同步整流管,上方焊接一顆降壓轉換器和兩顆降壓開關管。
通過對PCBA模塊的觀察發現,科沃這款140W氮化鎵快充采用PFC+LLC+SR的高效諧振電源架構,固定電壓輸出。輸出為降壓小板供電,通過兩路獨立的同步降壓電路,實現USB-C和USB-A接口的快充輸出。下面我們就從輸入端開始了解各個器件的信息。

PCBA模塊側面一覽,左側焊接LLC變壓器,中間位置焊接保險絲,共模電感,安規X2電容,共模電感和整流橋。

輸入端保險絲來自誠潤,規格為5A 250V。

共模電感采用漆包線和絕緣線繞制。

安規X2電容來自岱恩,規格為1μF。

第二級共模電感采用扁銅線繞制。

PCBA模塊側面焊接整流橋,薄膜濾波電容和PFC升壓電感。

整流橋來自平偉,型號GBU1510,規格為15A 1000V。

NTC熱敏電阻型號2.5D-11,用于抑制上電的浪涌電流。

薄膜濾波電容來自東莞成希,規格為1μF450V。

在PCBA模塊中間位置焊接一塊控制小板,用于初級開關電源控制。

控制小板上焊接一顆主控芯片,還有一顆反饋光耦。

小板背面焊接有阻容元件。

充電器初級PWM主控芯片采用NXP恩智浦TEA2016AAT,一顆芯片內置LLC控制器和PFC控制器,內置數字架構控制,簡化了設計的同時減少外圍元件數量,芯片內置多重完善的保護功能,集成度非常高。

億光 EL1018光耦用于輸出電壓反饋。

47μF50V電解電容用于為主控芯片供電。

PFC升壓開關管采用鎵未來 G1N65R150PB-N,是一顆耐壓650V的氮化鎵功率器件,瞬態耐壓800V,標稱導阻150mΩ,柵極耐壓支持±20V,可使用傳統硅MOS驅動,相比增強型氮化鎵,大大簡化柵極驅動電路設計。

鎵未來 G1N65R150PB-N 采用PQFN8x8封裝,散熱焊盤為源極,減小高頻走線面積,提升EMI性能。
充電頭網通過拆解了解到,鎵未來氮化鎵功率器件此前已被鐵甲65W氮化鎵無線智能充電器、綠巨能65W三口氮化鎵快充充電器 、悅米65W 1A1C氮化鎵快充充電器、唯沃豐65W 2C1A氮化鎵快充充電器等產品采用。

40mΩ電流取樣電阻用于檢測PFC開關管電流。

PFC升壓電感采用ATQ2516磁芯繞制。

PFC整流管來自美浦森,型號為MSM06065G1,是一顆650V耐壓,150℃連續正向電流6A的碳化硅二極管,采用DFN5*6封裝,超薄封裝節省體積,適用于高功率密度的大功率氮化鎵快充應用。

高壓濾波電容來自永銘,規格為27μF450V,五顆并聯,總容量為135μF。

LLC半橋氮化鎵開關管采用鎵未來G1N65R240PB,是一顆耐壓650V的氮化鎵功率器件,瞬態耐壓800V,標稱導阻240mΩ,柵極耐壓支持±20V,可使用傳統硅MOS驅動,相比增強型氮化鎵,大大簡化柵極驅動電路設計。

鎵未來 G1N65R240PB 采用PQFN8*8封裝,散熱焊盤為源極,減小高頻走線面積,提升EMI性能。

諧振電容規格為0.033μF 630V。

諧振電感采用EE15磁芯繞制。

輸出端焊接濾波電容和LLC變壓器。

LLC變壓器采用ATQ2716磁芯繞制。

兩顆貼片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TMY1102M。
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,還應用于海陸通、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。

另一顆特銳祥Y電容特寫。

同步整流控制器來自NXP恩智浦,型號為TEA1995,其內置兩個獨立的同步整流驅動器用于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。

同步整流管來自恒泰柯,型號HGN050N10AL,NMOS,耐壓100V,導阻4.4mΩ,采用DFN5*6封裝。

輸出濾波電容來自柏瑞凱,為RT系列超高紋波電流產品,規格為680μF35V。
充電頭網拆解了解到,柏瑞凱的產品廣泛應用于充電器、車充、無線充、移動電源、儲能電源等領域,并被華為、OPPO、vivo、小米、榮耀、三星、聯想、傳音、紫米、努比亞、公牛、ANKER等知名品牌的多款產品采用,產品獲得市場的高度認可。

輸出濾波電感采用膠帶纏繞絕緣。

輸出端焊接USB-A和USB-C母座小板以及對應的降壓電感和輸出濾波電容。

用于USB-C接口降壓輸出的控制器來自南芯科技,型號SC8002,是一款同步降壓控制器,可配置為雙輸出或單輸出。SC8002 通過設置分壓電阻將輸出電壓調節到一個5V或其他電壓。還提供了高精度的輸出限流。當兩個輸出通道中的任何一個達到設定的電流限流時,SC8002 進入恒流(CC)模式。總輸出功率可由電阻設置,便于恒功率控制。

SC8002 可對頻率設置并選擇 PWM 或 PFM 工作模式。通過最小的 BOM,可以為用戶的不同應用實現最大的功能。SC8002 還支持全功能保護,包括欠壓保護、過壓保護、短路保護和自動重啟、過溫保護。SC8002 主要應用于車載充電器,多組接口適配器,Hub ,工業電壓轉換等。
充電頭網通過拆解了解到,南芯科技 SC8002還被vivo X Fold原裝80W雙C口氮化鎵閃充、阿卡西斯300W便攜式儲能電源、科訊65W 1A1C氮化鎵快充、Aukey 100W氮化鎵快充、摩米士65W 2C1A氮化鎵快充等產品采用。

同步降壓開關管來自銳駿半導體,型號RUH4040M2,NMOS,耐壓40V,導阻5.5mΩ,采用PDFN3333封裝。

降壓電感采用磁環繞制,外套熱縮管絕緣。

輸出協議小板正面焊接協議芯片和USB-C母座。

背面焊接VBUS開關管和電流取樣電阻。

USB-C接口協議芯片采用英集芯IP2736,芯片內部集成電壓基準,集成可編程的電壓/電流環路控制,芯片內部集成低端電流檢測,輸出支持線損補償。支持電源適配器應用的光耦反饋,支持通過I2C和FB控制的DC-DC改變輸出電壓,支持車充、儲能電源、充電器、移動電源、電動工具等應用。
得益于多種反饋形式的支持,IP2736可與QR、ACF、LLC等電路架構的開關電源搭配用于PD快充,也可以與升降壓電路搭配用于大功率快充車充和移動電源等應用。

英集芯 IP2736 詳細資料。

輸出VBUS開關管采用銳駿半導體 RUH4040M2。

USB-C母座采用過孔焊接固定,綠色膠芯不露銅。

USB-A口降壓芯片采用英集芯IP6525S,是一顆集成同步開關的降壓轉換器,支持多種快充協議,支持車載充電器,快充適配器和排插應用。芯片內置功率管,支持32V電壓輸入,支持22.5W快充輸出。

英集芯 IP6525S 詳細資料。

降壓電感外套熱縮管絕緣。

USB-A母座過孔焊接固定,綠色膠芯,小板背面焊接TVS用于靜電保護。

輸入輸出濾波電容均來自柏瑞凱,為RN系列小尺寸固態電容,規格為100μF35V。

貼片LED電源指示燈特寫。

全部拆解一覽,來張全家福。
充電頭網拆解總結
科沃這款140W氮化鎵充電器采用白色外殼,并配有折疊插腳,美觀實用,便于攜帶。充電器配有1A1C接口,USB-C接口支持140W輸出,可以滿足蘋果MacBook Pro筆記本電腦的快充需求,還可以用于PD3.1移動電源大功率快充。USB-A接口支持18W快充,滿足日常設備的充電需求。
充電頭網通過拆解了解到,科沃這款140W氮化鎵充電器采用恩智浦TEA2016高集成電源芯片,用于PFC和LLC控制。PFC開關管和LLC開關管均來自鎵未來,采用 G1N65R150PB-N 用于PFC開關管,兩顆 G1N65R240PB用于LLC開關管。并采用美浦森 MSM06065G1 碳化硅二極管用于PFC整流。
二次降壓方案來自英集芯,采用 IP2736 協議芯片用于USB-C接口輸出控制,搭配使用南芯 SC8002 同步整流控制器。USB-A接口采用英集芯 IP6525S 降壓芯片。輸出濾波電容全部來自柏瑞凱。內部PCBA模塊打膠填充,并使用純銅散熱片,提升散熱能力,滿足長時間滿功率輸出使用。


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