氮化鎵充電器市場從概念走向量產(chǎn)民用化，只用了不到兩年時間，OPPO、小米、努比亞等手機(jī)品牌廠商紛紛推出了自己的氮化鎵充電器，此外也有越來越多數(shù)碼配件品牌加入氮化鎵充電器的研發(fā)生產(chǎn)當(dāng)中，ELECJET電友便是其中一家。
ELECJET電友是一家專為高端發(fā)燒友用戶服務(wù)的充電品類配件公司，專注于大功率USB-PD產(chǎn)品，本次加入氮化鎵充電器戰(zhàn)局，帶來了一款2C1A 65W氮化鎵充電器。電友X21這款充電器支持多快充協(xié)議多電壓檔位，而且還加入了5A大電流PPS支持，最大65W輸出可滿足多數(shù)設(shè)備的充電需求。下面充電頭網(wǎng)就對這款充電器進(jìn)行拆解，看看其內(nèi)部設(shè)計做工如何。
一、電友X2165W氮化鎵快充充電器
ELECJET電友這款氮化鎵充電器采用條形柱狀設(shè)計，白色機(jī)身表面采用啞光UV工藝，邊角圓弧過渡風(fēng)格簡約。
機(jī)身殼側(cè)面右下角是電友英文商標(biāo)：“ELECJET”。
充電器輸入端采用可折疊國標(biāo)插腳，外出時可將插腳收納避免與行李產(chǎn)生刮蹭。
輸入端外殼標(biāo)注產(chǎn)品參數(shù)信息
品名：ELECJET電友 氮化鎵快充充電器
型號：X21
輸入：100-240V 50/60Hz 1.5A
輸出：
USB-C1：3.3-11V5A（PPS）5V3A / 9V3A / 12V3A / 15V3A / 20V3.25A（65W Max）
USB-C2：3.3-11V5A（PPS）5V3A / 9V3A / 12V3A / 15V3A / 20V3.25A（65W Max）
USB-A：4.5V5A / 5V4.5A / 9V3A / 12V3A / 20V3A（60W）
USBC1 + USB-C2：45W + 18W （63W）
USBC1 + USB-A：45W + 18W （63W）
USBC2 + USB-A：5V4.8A （24W）
USBC1 + USB-C2 + USB-A：45W + 15W（60W）
監(jiān)制：電友電子（深圳）有限公司
制造商：深圳市雅晶源科技有限公司
產(chǎn)品已經(jīng)通過了3C認(rèn)證。
輸出端頂面配有2C1A三個輸出接口，每個接口旁都印有相關(guān)識別標(biāo)識。此外USB-C2接口和USB-A口有一個灰色絲印連接，底部印有65W MAX字樣。
和蘋果61W充電器大小的直觀比較，電友這款充電器的體積連前者的一半大小都不到，而且配備的是三口輸出，體積優(yōu)勢非常明顯。
充電器橫截面大小和一元硬幣的直觀比較。
凈重約為127g。
使用ChargerLAB POWER-Z KT001檢測USB-C1口的輸出協(xié)議，顯示支持Apple 2.4A、Samsung 5V/2A、DCP協(xié)議，以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP多個快充協(xié)議。
除此之外，其PDO報文顯示USB-C1接口還支持USB PD3.0快充標(biāo)準(zhǔn)，具備5V3A 、 9V3A、 12V3A 、15V3A 、 20V3.25A五組固定電壓檔位和3.3-11V/5A一組PPS電壓檔位。由于USB-C2接口的PDO報文與快充協(xié)議與USB-C1接口的完全一致，所以只放出USB-C1數(shù)據(jù)。
另外使用POWER-Z KT001檢測USB-A口的輸出協(xié)議，顯示同樣支持Apple 2.4A、Samsung 5V/2A、DCP協(xié)議，以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP多個快充協(xié)議。
二、電友X2165W氮化鎵快充充電器拆解
在對電友65W氮化鎵快充充電器外形以及性能有了初步了解后，我們接下來就對這款充電器進(jìn)行拆解，看看其內(nèi)部電路如何設(shè)計以及用料情況。
首先拆開輸入端外殼，機(jī)身殼采用常規(guī)超聲波焊接工藝封裝，插腳使用塑料板和螺絲封裝，其中一極通過導(dǎo)線焊接和PCB板連接，另一極則通過金屬彈片和PCB板直接接觸通電。
PCB板使用金屬散熱片四面圍住，之間有黑色塑料板進(jìn)行隔離。將金屬散熱片展開，上面貼有石墨導(dǎo)熱紙加速熱量散發(fā)，金屬撒熱片搭配石墨導(dǎo)熱紙的設(shè)計使得內(nèi)部散熱效果更佳。此外散熱片部分區(qū)域粘貼藍(lán)色絕緣膠帶保護(hù)。
將散熱片和隔離板拆下，絕緣板對應(yīng)PCB板背面位置貼有導(dǎo)熱墊幫助導(dǎo)熱。
PCB板正面一覽，從圖片上的電路布局可見，ELECJET電友65W 2C1A氮化鎵快充充電器采用了時下熱門的開關(guān)電源定壓輸出，多路輸出獨(dú)立降壓的設(shè)計架構(gòu)，PCBA從左到右分別是高壓、濾波、低壓輸出三大部分，輸入端垂直焊接一塊小PCB板，輸出端設(shè)有一塊二次降壓電路板，此外三個USB母座通過小板垂直焊接，變壓器和周圍的電容電感等元器件打膠加固。
PCB板背面整體一覽，初級次級之間分隔設(shè)計，留有一定的安全距離。整個PCBA的工藝水準(zhǔn)頗高，焊點飽滿，布局工整。
經(jīng)過對充電器的整體觀察我們發(fā)現(xiàn)，這款充電器采用初級控制器控制氮化鎵功率芯片以及次級同步整流控制器控制MOS整流，輸出恒壓，光耦反饋，再經(jīng)過二次降壓后分兩路獨(dú)立輸出架構(gòu)。下面我們從輸入端開始深入了解整個電路設(shè)計情況。
PCB板前端焊接有一顆延時保險絲和小PCB板，輸入端采用小PCB板焊接EMI元件以充分利用內(nèi)部空間減小體積。
首先是充電器保護(hù)電路，輸入的延時保險絲規(guī)格為3.15A 250V。
小PCB板拆下，上面焊接有共模電感和安規(guī)X電容。共模電感雙線繞制，用于濾除EMI干擾。
安規(guī)X電容來自WQC東莞威慶電子。
PCB板側(cè)面一覽，三顆高壓濾波電解電容并排焊接。
三顆高壓濾波電解電容的規(guī)格均為400V 33μF，并聯(lián)總計99μF。
PWM主控芯片為ON安森美NCP1342，這是一顆高頻初級PWM控制器，內(nèi)置主動X2電容放電和多重完善的保護(hù)功能。初級側(cè)由安森美NCP1342控制器對納微NV6115進(jìn)行控制。
安森美NCP1342 詳細(xì)資料。
初級側(cè)氮化鎵功率芯片采用納微NV6115，這是充電器的核心元器件。NV6115內(nèi)置驅(qū)動器以及復(fù)雜的邏輯控制電路，170mΩ導(dǎo)阻，耐壓650V，支持2MHz開關(guān)頻率，采用5*6mm QFN封裝，節(jié)省面積，得益于NV6115內(nèi)置驅(qū)動器，無需外置驅(qū)動器，節(jié)省PCB空間，更加降低成本。
納微半導(dǎo)體 NV6115 詳細(xì)資料。
PCB板另一側(cè)一覽，中間位置放置變壓器，輸出端垂直焊接一塊二次降壓電路板。
變壓器使用藍(lán)色絕緣膠帶包裹，頂部貼有信息標(biāo)簽。
億光 EL1018光耦，橫跨在初級和次級之間，用于初級次級通信，反饋輸出電壓。
變壓器旁邊一顆藍(lán)色Y電容，橫跨在初級次級之間，用于輸出抗干擾。
次級同步整流控制器絲印IAZEK，實際是MPS芯源半導(dǎo)體的MP6908，支持寬輸出電壓范圍，支持多種操作模式。這里由MPS MP6908控制恒泰柯同步整流MOS，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的肖特基二極管，降低損耗提高效率。
MP6908詳細(xì)規(guī)格參數(shù)。
充電頭網(wǎng)了解到，采用MPS MP6908的還有紫米65W USB PD迷你充電器、谷歌Pixelbook原裝45W USB PD快充充電器、MOMAX 66W USB PD充電器、thinkplus USB PD充電器PA65。此外MPS同步整流芯片還被小米9 Pro原裝45W快充充電器、thinkplus 45W USB PD充電器、thinkplus 65W口紅USB PD充電器、紫米65W 2C1A桌面PD快充充電器等數(shù)十款產(chǎn)品采用。
Y電容旁邊是一顆次級同步整流MOS，MOS管來自恒泰柯，型號HGN070N12SL，NMOS，耐壓120V，DFN5X6封裝，底部大面積過孔散熱。
恒泰柯HGN070N12SL資料信息。
輸出端整體一覽，三個母座分別焊接在三塊PCB板上，并且打膠加固。兩個USB-C母座之間有一顆黑色降壓電感為電路進(jìn)行降壓。
USB-C1母座所在小板為二次降壓電路板，并且設(shè)計成兩路輸出，其中USB-C1單獨(dú)一路，USB-C2和USB-A一路，并且由兩顆智融降壓協(xié)議芯片分別搭配兩顆MOS完成獨(dú)立降壓輸出。二次降壓電路板上有一顆絲印27F2的IC，用于雙路輸出功率智能調(diào)節(jié)。
通過充電頭網(wǎng)實測發(fā)現(xiàn)，USB-C1、USB-C2支持功率盲插功能，并性能完全一致，任意單一插入都能獲得65W滿載輸出。可見這一功能，由圖中這顆MCU對兩個USB-C口進(jìn)行了智能協(xié)調(diào)。
將小板拆下，USB-C1所在一路輸出采用智融SW3516主控芯片，這里作為USB-C1口的降壓控制和協(xié)議識別。
智融SW3516是一款高集成度的多快充協(xié)議雙口充電芯片，支持A+C口任意口快充輸出，支持雙口獨(dú)立限流。其集成了 5A 高效率同步降壓變換器，支持 PPS、PD、QC、AFC、FCP、SCP、PE、SFCP、低壓直充等多種快充協(xié)議，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(xié)議雙口充電解決方案。可廣泛應(yīng)用于USB PD雙口快充車充、USB PD雙口快充充電器以及USB插排等產(chǎn)品。
通過充電頭網(wǎng)拆解發(fā)現(xiàn)，SW3516還被努比亞2C1A 65W氮化鎵充電器、京東京造65W 1A1C氮化鎵快速充電器、WIZ 96W USB PD快充超級充電站W(wǎng)IZ-PQ9901、iClever USB PD充電器、魔狐USB PD3.0 PPS快充車充采用。
SW3516外置兩顆銳駿半導(dǎo)體MOS，型號為RUH4040M2，NMOS，耐壓40V，用于為USB-C1口輸出同步整流降壓，外置開關(guān)管可以減小散熱壓力，降低溫升。
Ruichips銳駿RUH4040M2詳細(xì)資料。
充電頭網(wǎng)了解到，采用銳駿MOS的產(chǎn)品還有畢亞茲65W 2C1A氮化鎵充電器、京造63W USB PD三口快充充電器、倍思45W USB PD快充充電器（ 1A1C）、倍思60W 2A1C USB PD快充充電器、愛否開物1A2C 65W PD氮化鎵充電器等。
另一路主控芯片采用智融SW3518S雙輸出同步整流降壓芯片，并且同樣外置兩顆銳駿RUH4040M2，主要負(fù)責(zé)另外一路USB-C2接口和USB-A接口的輸出。在智融研發(fā)團(tuán)隊的不懈努力下，智融SW3518S通過了泰爾認(rèn)證中心的測試。
SW3518S是一款高集成度的多快充協(xié)議雙口充電芯片，設(shè)計嚴(yán)謹(jǐn)。支持A+C口任意快充輸出，支持雙口獨(dú)立限流，集成了5A高效率同步降壓變換器，支持PPS、PD、QC、AFC、FCP、SCP、PE、SFCP、VOOC等多種快充協(xié)議，最大輸出PD100W。
智融SW3518S資料信息。
SW3518S外掛的兩顆銳駿RUH4040M2 MOS管，用于為USB-C2口和USB-A口輸出同步整流降壓。
VBUS開關(guān)管，型號RU30D20M2，雙NMOS，耐壓30V，來自Ruichips銳駿半導(dǎo)體，用于USB-C2和USB-A快充端口分配。
銳駿RU30D20M2詳細(xì)資料。
綠色磁環(huán)濾波電感特寫，雙線繞制。
兩顆輸出濾波固態(tài)電容為臺系知名品牌APAQ鈺邦，電容規(guī)格均為220μF 25V，用于為兩個USB-C口輸出濾波。鈺邦電容品質(zhì)極佳，性能穩(wěn)定，壽命長，性價比極高。
另外還有一顆鈺邦輸出濾波固態(tài)電容，規(guī)格為680μF 25V，用于為USB-A口輸出濾波。
全部拆解完畢，來張全家福。
充電頭網(wǎng)拆解總結(jié)
充電頭網(wǎng)通過拆解了解到，電友這款充電器整體電路采用開關(guān)電源和兩路DC-DC架構(gòu)，其中開關(guān)電源部分，初級側(cè)采用安森美NCP1342控制納微氮化鎵功率芯片，次級側(cè)由MPS MP6908控制恒泰柯MOS，開關(guān)電源固定電壓輸出，充電頭網(wǎng)通過咨詢芯片原廠了解到，該固定電壓在21.5V-22V之間。
然后經(jīng)過DC-DC二次降壓后分兩路輸出，其中USB-C1一路由SW3516搭配兩顆銳駿MOS實現(xiàn)二次降壓輸出；另外1A1C兩個接口則為一路由SW3518S控制輸出；通過智融兩顆芯片最終實現(xiàn)功率智能分配。此外使用鈺邦固態(tài)電容濾波，輸出純凈。產(chǎn)品整體用料做工扎實。
其次是設(shè)計方面，充電器從輸入到輸出布局合理，元器件焊接整齊緊湊，前后使用了多塊小PCB板，充分利用內(nèi)部空間減小體積；PCB板正面變壓器四周注有硅膠，增加內(nèi)部穩(wěn)定性同時還幫助導(dǎo)熱，背面貼有導(dǎo)熱墊幫助導(dǎo)熱，最外層包裹大面積金屬散熱片，穩(wěn)定性和散熱性能有保證，做工扎實。
最后得益于智融芯片的使用，充電器三個輸出口均支持QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP多個快充協(xié)議，兼容性好；此外兩個USB-C一致支持5/9/12/15V3A、20V3.25A五組固定電壓檔位和3.3-11V/5A一組PPS電壓檔位，最大輸出均為65W，支持盲插使用更方便，可滿足多數(shù)手機(jī)和筆記本的日常快充需求。
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