在各大手機品牌都不再附贈充電器的當下,快充充電器市場很是火爆。被iPhone12帶火的20W快充已經不能滿足安卓陣營的快速充電要求,甚至20W都不能達到蘋果手機最快速度充電。
20W不夠用,那么30W來襲。誠芯微推出了一款30W迷你PD快充參考設計,充電頭網已拿到,下面,充電頭網就對這款30w充電器進行詳細評測。
誠芯微30W參考設計采用三段式設計,前面是高壓側電容,中間是變壓器,后面是輸出小板和濾波電容。
輸入端焊接小板,小板上有共模電感和保險絲用于濾波。采用多顆電解電容濾波。
變壓器輸出采用多層絕緣線,輸出USB-C母座焊接在小板上再焊接到充電器電路板上。輸出采用兩顆固態電容濾波。
側面是Y電容,PWM芯片供電電容和初級濾波電容。
小板上焊接共模電感,提高空間利用率。
側面小板上還焊接輸入保險絲和整流橋,與初級芯片分散布置,均攤發熱,降低局部溫升水平。
誠芯微30W快充設計頂視圖,變壓器與輸出小板之間開有隔離槽,可插入絕緣板加強絕緣。
電路板背面是誠芯微的兩顆高集成電源芯片,內置MOS管,內置MOS管的漏極焊盤大面積露銅加錫,幫助散熱,降低芯片溫升。
誠芯微這款30W單口PD快充主控電源芯片采用誠芯微CX7530C,集成650V開關管的反激控制器,內部集成0.65Ω超級硅開關管,內置軟啟動功能,內置斜坡補償,支持智能抖頻技術來優化EMI,具有超低空載功耗。滿載下芯片固定65KHz工作頻率,隨負載減輕降低。輕載或空載下進入間隔模式。寬輸入電壓下可輸出33W功率,內部開關管漏極大面積露銅加錫散熱,降低溫升。
誠芯微CX7530C支持極為全面和性能優秀的智能化保護功能,包括逐周期過流保護,過載保護,軟啟動,芯片過熱保護,供電欠壓過壓保護功能,芯片無音頻噪音運行。采用SOP8封裝,適用于PD快充適配器和智能小家電等小功率高可靠性開關電源。
次級采用內部集成同步整流管的多模式同步整流器CX7538D,其內部集成100V耐壓,導阻10mΩ的高性能同步整流管,支持CCM/QR/DCM工作模式,最高支持200KHz工作頻率,靜態電流低,相比傳統肖特基整流方式可提高2-6%效率,支持3A輸出電流。CX7538D漏極大面積露銅加錫,輔助散熱。
誠芯微CX7538D支持5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3A輸出,外圍元件非常精簡,電壓支持范圍寬,適用于60W以下的適配器應用,輕松滿足6級能效要求。
協議芯片采用富滿云矽XPD737協議IC,芯片已通過USB PD認證,TID:3479。外圍元件精簡,節省PCB面積。
富滿云矽XPD737采用ESOP8封裝,內部集成 10mΩ VBUS 通路功率開關管,并且集成10mΩ電流檢測電阻,支持USB PD以及PPS,QC3.0/2.0協議,華為SCP/FCP快充協議,三星AFC快充協議,引腳支持過壓保護,工業級8KV ESD特性,適用于PD快充和移動電源,車充等應用。XPD737內置完善的保護功能,外圍精簡。
誠芯微這款30W參考設計通過光耦反饋調節輸出電壓。
使用POWER-Z KT002讀取充電器的PDO報文,實測支持5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五個固定PD輸出檔位,額外還支持3.3-11V3A和3.3-16V2A兩組PPS檔位。
使用POWER-Z KT002讀取充電器的快充協議,實測支持PD、PPS、Apple2.4A、QC2.0、QC3.0、QC4+、AFC、FCP快充協議。
經過功率計測試,誠芯微30W PD充電器在220V 50Hz的空載功耗為0.06W,換算下來一年損耗的電能約為0.53KW·h,若市價電為0.6元/KW·h,則充電器一年的空載功耗約為0.32元左右。
110V 60Hz時的空載功耗為0.037W,換算下來,一年損耗的電能約為0.32KW·h,若市價為0.6元/KW·h,則充電器一年的空載功耗約為0.2元左右。
首先我們進行空載紋波測試,誠芯微這款30W方案空載紋波最高為24mV。
誠芯微這款30W單口PD方案在220Vac輸入下紋波非常低,最高僅44mV,最高紋波出現在110Vac輸入20V1.5A輸出下,為65mV。
我們通過110Vac/60Hz和220Vac/50Hz模擬110V和220V環境,將誠芯微30W快充方案在各個電壓檔位進行滿載測試,實測220V下這款方案的轉換效率超過了90%,110V下效率也接近了90%,
充電頭網對誠芯微30W單口PD快充方案進行溫升測試,在25℃恒溫箱中以9V3A和20V1.5A持續輸出一小時,測試溫升數據。采用FLIR E4紅外熱像儀進行溫度測試。
9V3A PCB變壓器側最高溫度為96.5℃。
9V3A PCB芯片側最高溫度為115℃。
20V1.5A PCB變壓器側最高溫度為95.7℃。
20V1.5A PCB芯片側最高溫度為114℃。
為三星S21充電,電壓8.82V,電流2.42A,充電功率約為21.4W。
為小米11充電,電壓8.75V,電流4.15A,充電功率約為36.3W。
為華為Mate 40 Pro充電,電壓8.98V,電流1.30A,充電功率約為11.7W。
為iPhone12 Pro充電,電壓8.97V,電流2.54A,充電功率約為22.78W。
為魅族18Pro充電,電壓9.9V,電流3.51A,充電功率約為34.8W。
為三星S20U充電,電壓9.1V,電流3.12A,充電功率約為28.43W。
為iPad Pro 2018 11寸充電,電壓14.99V,電流1.87A,充電功率約為28W。
誠芯微30W迷你PD快充采用全集成方案,可實現非常迷你與靈活的充電器設計。通過實際測試,轉換效率處于主流水平。由于芯片集成度很高,溫升略高,可通過增加散熱措施或增大散熱面積降溫。


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