前言
公牛推出了一款自帶線的PD3.1桌面充電器,這款充電器采用常見的方塊造型,具備卵石灰和糯米白兩種顏色選擇。充電器自帶1米長電源線,具備3C1A快充接口,其中USB-C1支持140W快充,USB-C2支持100W快充,能夠同時滿足兩臺筆記本電腦滿功率充電。
USB-C3接口支持30W快充,USB-A口也支持22.5W快充,得益于充足的輸出功率,三個USB-C接口同時使用時,輸出功率自動分配為140W+65W+30W,充分滿足多個設備的同時快充需求,縮短充電時間,提升使用體驗。
公牛這款桌面充電器采用數控PFC+LLC架構,使用三顆氮化鎵器件,內部采用灌膠散熱技術,并配有智能芯片實時檢測充電器溫度。降低發熱,提升效率,使用更加安全。下面充電頭網就帶來公牛這款240W氮化鎵桌面充電器的拆解,一起看看內部的方案和用料。
公牛240W氮化鎵桌面充電器外觀

包裝盒整體延續公牛安全快充系列插座的灰色基調設計,正面印有公牛品牌、產品名稱、外觀圖、型號、功率標識等。

背面印有產品特點及相關介紹、技術參數以及商家信息等。

產品參數特寫,下面到實物環節再詳細介紹。

包裝內含公牛240W氮化鎵桌面充電器以及數據線,產品機身外套防塵塑料袋。

附帶數據線是USB-C to USB-C線,常規白色配色,線頭外殼網尾一體式設計,并且一面設計有BULL品牌logo。

測得數據線長度約為104cm。

另外使用ChargerLAB POWER-Z KM003C測得線纜帶有E-Marker芯片,電力傳輸能力為50V5A,支持USB PD3.1 240W快充,數據傳輸能力為USB4 Gen3(40Gb)。

公牛240W氮化鎵桌面充電器電源線與機身一體式設計,整體以白色為主色調,采用很簡約的風格設計。

電源線采用國標雙腳插頭,規格為10A 250V~,通過了CCC認證。

線纜與機身連接處設有膠套進行保護。

公牛240W氮化鎵桌面充電器機身趨于方塊造型,主體為一體式的白色外殼,絕大部分區域磨砂工藝處理,輸入端邊緣亮面點綴,同時輸出端也采用銀色亮面板裝飾,整體辨識度還不錯。

機身正面中心印有BULL公牛品牌logo。

背面中心印有240W GaN標識。

輸入端外殼印有產品詳細規格參數。

產品參數特寫
型號:GNV-A12404
輸入參數:200-240V~50/60Hz 2.1A
USB單口輸出:
USB-C1:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A
USB-C2:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A
USB-C3:5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A
USB-A:5V3A、9V2A、10V2.25A
USB雙口輸出:
USB-C1+USB-C2:140W+100W
USB-C1+USB-C3:140W+30W
USB-C1+USB-A:140W+22.5W
USB-C2+USB-C3:100W+30W
USB-C2+USB-A:100W+22.5W
USB-C3+USB-A:15W
USB三口輸出:
USB-C1+USB-C2+ USB-C3:140W+65W+30W
USB-C1+USB-C2+USB-A:140W+65W+22.5W
USB-C1+(USB-C3+USB-A) :140W+15W
USB-C2+(USB-C3+USB-A):100W+15W
USB四口輸出:
USB-C1+USB-C2+(USB-C3+USB-A):140W+65W+(15W)
產品通過了CCC認證。

輸出端配備3C1A四個USB接口,每個接口旁都有相應標識設計,方便用戶區別使用。

測得公牛240W氮化鎵桌面充電器電源線長度約為96cm。

機身長度為92.13mm。

寬度為86.85mm。

厚度為30.93mm。

使用ChargerLAB POWER-Z KM003C測得USB-C1口支持FCP、SCP、AFC、QC3+、SFCP、PD3.1、DCP、SAM 2A充電協議。

PDO報文顯示USB-C1口具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A六組固定電壓檔位。

測得USB-C2口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、SFCP、PD3.0、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充電協議。

PDO報文顯示USB-C2口具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五組固定電壓檔位。

測得USB-C3口同樣支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、SFCP、PD3.0、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充電協議。

PDO報文顯示USB-C3口具備5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五組固定電壓檔位。

測得USB-A口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、SFCP、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充電協議。
公牛240W氮化鎵桌面充電器拆解
看完了公牛這款240W氮化鎵桌面充電器的開箱和測試,下面就進行拆解,一起看看內部的方案和用料。

首先沿面板縫隙撬開插座面板,面板通過超聲波焊接固定。

由于內部為灌封填充,使用切割機切開外殼,取出內部PCBA模塊。

PCBA模塊整體灌膠填充,對應輸出側留有空隙。

PCBA模塊交流輸入端完全被打膠填充。

PCBA模塊背面設有黃銅散熱片。

使用游標卡尺測得PCBA模塊長度約為86.19mm。

PCBA模塊寬度約為81.54mm。

PCBA模塊厚度約為25.9mm。

散熱銅片通過焊接固定。

取下PCBA模塊背面的散熱銅片,銅片與PCBA模塊之間粘貼麥拉片絕緣。

交流輸入端導線焊接到垂直小板上供電。

PCBA模塊正面一覽,右下角焊接輸入濾波小板,向左焊接整流橋,濾波電容,濾波電感,左側焊接PFC升壓電感,上方焊接高壓濾波電容。右側焊接諧振電容,諧振電感和LLC變壓器。
右上角為同步整流管和濾波固態電容,上方分別焊接三塊小板用于輸出降壓,左側兩顆光耦用于輸出電壓反饋和PFC控制。

PCBA模塊背面一覽,焊接三顆氮化鎵開關管,分別用于PFC升壓和LLC半橋,還焊接一顆碳化硅二極管用于PFC整流。在兩側還焊接兩顆貼片Y電容,左上角焊接同步整流控制器。
通過對PCBA模塊的觀察發現,公牛這款3C1A氮化鎵桌面充電器采用PFC+LLC+SR的高效諧振電源架構,固定電壓輸出,輸出電壓通過光耦反饋。輸出為二次降壓小板供電,通過三路獨立的同步降壓電路,實現四個接口的快充輸出。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,右側焊接濾波小板,向左焊接共模電感,整流橋,濾波薄膜電容,濾波電感,左側焊接PFC升壓電感。

輸入端小板焊接保險絲,NTC熱敏電阻,兩顆安規X2電容和共模電感。

小板背面沒有焊接元件。

輸入端保險絲規格為5A 250V。

NTC熱敏電阻貼片焊接,絲印NSP2R54。

兩顆安規X2電容來自STE松田電子,規格均為0.22μF。

共模電感采用漆包線和絕緣線繞制,底部焊接絕緣支架。

共模電感采用扁銅線繞制。

整流橋來自揚杰電子,型號GBU1510,規格為15A 1000V。

兩顆薄膜濾波電容來自松田電子,規格為1μF450V。

另一顆薄膜電容規格相同。

濾波電感采用磁環繞制,底部設有電木板絕緣。

PCB正面還焊接主控芯片和同步整流管。

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。

為主控芯片供電的濾波電容來自萬京源,規格為50V100μF。

PFC升壓開關管采用鎵未來 G1N65R150PB-H,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-H 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。

60mΩ取樣電阻用于檢測PFC開關管電流。

PFC升壓電感特寫,磁芯采用膠帶嚴密纏繞絕緣。

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。

晶恒 S3M 二極管用于PFC電路旁路。

PFC升壓電感左側焊接高壓濾波電容。

高壓濾波電容來自萬京源,規格為450V100μF。

另外兩顆規格為450V22μF。

LLC半橋氮化鎵開關管采用鎵未來G1N65R240PB-N,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。

諧振電容來自STE松田電子,規格為0.033μF630V。

諧振電感磁芯采用膠帶嚴密纏繞絕緣。

PCBA模塊側面焊接變壓器和輸出濾波電容。

變壓器磁芯纏繞銅箔屏蔽,并嚴密纏繞膠帶絕緣。

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TMY1221M。

另一顆貼片Y電容規格相同。

兩顆1009光耦用于輸出電壓反饋和PFC控制。

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。

同步整流管來自瑤芯微,型號AKG100N077G,NMOS,耐壓100V,導阻7.7mΩ,采用PDFN5*6-8L封裝。

輸出端焊接濾波固態電容和三路降壓小板以及USB-A母座。

輸出濾波電容來自萬京源,規格為470μF35V,四顆并聯。

另兩顆濾波電容規格為220μF35V。

USB-C1降壓小板特寫,焊接輸入輸出濾波電容和降壓電感。

另一面焊接降壓主控芯片,同步降壓開關管和VBUS開關管。

充電器USB-C1接口使用智融SW3566H降壓控制器,這顆芯片是一款高集成度的多快充協議雙口充電SOC芯片,支持USB-C和USB-A接口充電,并支持雙口獨立限流。芯片內部集成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等快充協議,支持快充協議定制,最大支持140W輸出功率。

SW3566H集成了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開關管即可實現雙口降壓輸出。芯片內置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通過I2C接口進行設定,內置的ADC可實現輸入輸出電壓,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。
SW3566H支持36V輸入電壓,最高輸出電流7A,芯片內置軟啟動,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 SW3566H 此前還被綠聯300W 4C1A五口PD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,芯片性能質量獲客戶一致認可。
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同步降壓開關管來自瑤芯微,型號AKG4N070GL,NMOS,耐壓40V ,導阻7mΩ,采用DFN5*6封裝。

一顆二極管用于提高轉換效率。

輸入濾波電容來自萬京源,規格為100μF35V。

降壓電感采用磁環繞制,外套熱縮管絕緣。

輸出濾波電容來自東佳,規格為35V220μF。

VBUS開關管來自新潔能,型號NCEP4065QU,NMOS,耐壓40V,導阻2.2mΩ,采用DFN3.3*3.3封裝。

輸出USB-C母座采用過孔焊接固定,藍色膠芯不露銅。

USB-C2降壓小板特寫,焊接輸入輸出濾波電容和降壓電感。

另一面焊接降壓主控芯片,同步降壓開關管和VBUS開關管。

USB-C2接口降壓協議IC采用智融SW3516P,這是一款高集成度的多快充協議雙口充電芯片,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集成了5A 高效率同步降壓變換器。支持PPS/PD/QC/AFC/FCP/SCP/PE/SFCP等多種快充協議,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,即可組成完整的高性能多快充協議雙口充電解決方案。

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,芯片性能質量獲客戶一致認可。

同步降壓開關管來自瑤芯微,型號AKG4N070GL,NMOS,耐壓40V ,導阻7mΩ,采用DFN5*6封裝。

輸入濾波電容來自萬京源,規格為100μF35V。

降壓電感采用磁環繞制,外套熱縮管絕緣。

輸出濾波電容來自東佳,規格為35V220μF。

VBUS開關管來自新潔能,型號NCEP4065QU,NMOS,耐壓40V,導阻2.2mΩ,采用DFN3.3*3.3封裝。

輸出USB-C母座采用過孔焊接固定,藍色膠芯不露銅。

USB-C3和USB-A口降壓小板特寫,焊接輸入輸出濾波電容和降壓電感。

另一面焊接降壓主控芯片,同步降壓開關管和VBUS開關管。

降壓主控芯片采用智融SW3516P。

同步降壓開關管來自新潔能,型號NCEP4040Q,NMOS,耐壓40V,導阻7.7mΩ,采用DFN3.3*3.3封裝。

輸出VBUS開關管絲印G33N03,是一顆雙NMOS,用于USB-C和USB-A口輸出控制。

輸出USB-C母座采用過孔焊接固定,藍色膠芯不露銅。

USB-A母座垂直焊接固定,采用藍色膠芯。

全部拆解一覽,來張全家福。
充電頭網拆解總結
公牛這款240W桌面充電器自帶1米長電源線,具備3C1A四個USB快充接口。充足的輸出功率,帶來了優秀的快充體驗,可以同時滿足兩臺筆記本滿功率充電,還可以同時滿足三臺設備同時滿功率充電。其中USB-C1接口支持140W輸出功率,USB-C2接口支持100W輸出功率,所有接口均支持快充,并支持功率自動分配。
充電頭網通過拆解了解到,公牛這款插座采用灌封工藝。內部采用恩智浦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-H 用于PFC開關管,兩顆 G1N65R240PB-N用于LLC開關管。并采用美浦森 MSM06065G1 碳化硅二極管用于PFC整流。
同步整流采用恩智浦TEA1995,搭配使用萬京源電解電容和固態電容。輸出降壓方案來自智融科技,采用一顆SW3566H降壓主控芯片用于USB-C1接口140W輸出,兩顆SW3516P用于USB-C2,USB-C3和USB-A接口輸出。智融SW3566H芯片快充協議支持全面,內部集成MCU,無需額外的MCU,適合多口快充應用,有效簡化電路設計。


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