經過一年多的發展,如今的快充市場已經是無“氮”不歡,這樣的市場狀況不斷刺激著上下游廠商去推出更加優秀的快充新品。近期充電頭網就拿到了HELPERS LAB一款很新穎的65W氮化鎵快充充電器,其采用扁平塊狀造型設計,和目前熱門的柱狀氮化鎵快充相比,風格截然不同。下面我們就對這款產品進行詳細拆解,看看其是如何設計的。

一、HELPERS LAB 65W氮化鎵充電器外觀

HELPERS LAB這款充電器機身扁平,邊緣棱邊分明,機身殼表面啞光處理。

頂面中心印有HELPERS LAB品牌字樣。

底部外殼上印有充電器參數。

型號:S065UU2000325

輸入:100-240V~50/60HZ 1.6A

PD輸出:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A

PPS:3.3-21V3A

QC輸出:5V3A、9V2.67A、12V2A

產品已經通過了UL認證和VI級能效認證。

輸入端配備可折疊美規插腳。

輸出端配有USB-C接口,黑色膠芯不露銅。

使用游標卡尺實測充電器機身長度為70.05mm。

寬度為46.09mm。

厚度為19.18mm。

和蘋果61W充電器直觀對比,體積優勢明顯。

拿在手上的直觀感受。

凈重約為88g。

使用ChargerLAB POWER-Z KT002檢測USB-C口的輸出協議,顯示支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP協議,以及QC2.0/3.0、FCP、PE2.0、PD3.0、PPS快充協議。

此外PDO報文顯示C口還具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五組固定電壓檔位,以及3.3-21V3A一組PPS電壓檔位。

二、HELPERS LAB 65W氮化鎵充電器拆解

將機身殼拆開,PCBA模塊包裹隔離板和黃銅散熱片。

拆下散熱片,PCB板中心的變壓器打膠處理。

PCB板正面一覽,一側橫置一顆高壓濾波電解電容,并且包裹絕緣膠帶。電容和變壓器之間垂直焊接一塊小板,并配有屏蔽罩。

PCB板背面一覽,電容對應區域鏤空處理。主板右端設有一顆整流橋,左端設有同步整流控制器、整流管以及協議IC等器件。

通過觀察發現,這款65W PD快充氮化鎵充電器采用了開關電源寬范圍輸出,由協議芯片控制輸出電壓的典型架構。下面我們就從輸入端開始一一了解各元器件。

PCB板側面一覽,左端設有保險絲、共模電感、安規X電容、壓敏電阻,中間是變壓器。

延時保險絲規格為2A 250V。

共模電感雙線繞制,用于濾除EMI干擾。

安規X電容特寫。

10S561K壓敏電阻特寫,用于輸入過電壓保護。

PCB板前端中間區域空曠,可以看到有濾波電感和主控芯片供電電容。

另一側設有濾波電感、共模電感和高壓濾波電解電容。

共模電感特寫。

330濾波電感特寫。

470電感特寫。

TBM610整流橋。

高壓濾波電解電容來自AiSHi艾華。

規格為400V 100μF。

PWM主控芯片供電電容來自Koshin東佳電子,規格400V 1μF。

將電容旁邊的小板拆下,金屬屏蔽罩左上角有eM Logo,EMM9988SS。

拆掉小板屏蔽罩,小板這一面設有一顆很大的芯片。

另一面設有驅動器等器件。

絲印EM2001的IC。

驅動芯片表面打磨處理,信息不詳。

來自transphorm公司的GaN開關管,型號TP65H300G4LSG,650V耐壓,導阻240mΩ,該開關管采用PQFN 8X8封裝,具有更低的熱阻,已經通過了JEDEC認證。

據了解,這款氮化鎵開關管基于Transphorm的第4代GaN平臺,采用先進的epi和專利設計技術,通過簡化制造工藝降低成本,同時通過降低柵極電荷、輸出電容、交叉損耗和反向恢復電荷提高硅的效率。相較于其他公司的170mΩ的GaN,美國Transphorm公司采用300mΩ的GaN依然做到高效率。

transphorm TP65H300G4LSG 詳細資料。

變壓器特寫,側面信息標簽上印有TenPao天寶字樣。

輸出端一覽,左側設有兩顆固態電容,長度較短,以保證充電器機身輕薄度。

億光EL 1019光耦,用于初級次級通信,反饋調節輸出電壓。

抗干擾藍色Y電容,焊腳上套有磁環。

四顆貼片Y電容特寫,兩串兩并。

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MPS芯源半導體次級同步整流控制器MP6908A,最高工作頻率600KHz,支持DCM,CCM和QR以及ACF工作模式,支持標準電壓和邏輯電壓驅動的同步整流管。

MPS MP6908A詳細規格參數。

充電頭網拆解了解到,采用MPS MP6908A的還有努比亞65W氘鋒氮化鎵充電器Pro堅果65W單C口氮化鎵充電器聯想90W閃充雙口氮化鎵充電器戴爾90W氮化鎵充電器聯想thinkplus 65W氮化鎵口紅電源Pro飛利浦65W快充插座等。

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快充充電器谷歌Pixelbook原裝45W USB PD快充充電器數十款產品采用

AOS萬代的次級同步整流MOS管,型號AONS62922,NMOS,耐壓120V。

AOS AON62922詳細規格資料。

旁邊是一顆并聯的肖特基二極管,用于提升輕載效率。

輸出濾波固態電容規格為25V 330μF。

另一顆規格為25V 270μF。

協議IC采用昂寶OB2613,這是昂寶電子開發的一款高精度高集成度的USB PD控制器, 已于18年11月獲得USB-IF的PD3.0+PPS認證,同年12月通過高通QC4+的測試認證。其符合USB PD3.0 V1.1規范,支持PPS、QC4/4+、MTK PE+、FCP、Apple2.4A、BC1.2以及三星2A等協議。通過預留的GPIO設置可支持A+C口雙口快充設計,極具成本優勢。

其提供寬范圍的VDD工作電壓區間,使得客戶使用傳統變壓器設計并免于使用LDO穩壓線路給PWM芯片供電,同時其獨有的環路自適應技術可完全應對USB PD應用的輸出寬范圍變化的要求。

憑借雄厚的技術實力和品牌優勢,目前OB2613方案已經在Dell、Lenovo等一線大廠實現量產。另外在征拓20W迷你PD快充充電器綠聯20W PD快充充電器萬旅3A1C 45W PD旅行轉換插座羅馬仕65W PD氮化鎵充電器聯想YOGA 65W PD快充充電器網易智造18W PD快充充電器等產品中也有應用。同時,昂寶也是業內為數不多的能提供AC-DC全套電源解決方案的廠商,其芯片已獲得數十款電源配件產品采用

輸出VBUS開關管采用富鼎AP3P010MT,耐壓30V,導阻10mΩ。

富鼎AP3P010MT資料信息。

USB-C母座特寫,金屬殼上貼有防塵膠帶。

全部拆解完畢,來張全家福。

充電頭網拆解總結

HELPERS LAB 65W PD快充氮化鎵充電器機身小巧扁平,配備可折疊插腳,可輕松放進口袋,攜帶起來會非常方便。充電器配備單USB-C接口,支持QC、FCP、PE2.0、PD3.0、PPS快充協議,具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A和3.3-21.0V3A電壓檔位,可以輕松滿足手機、平板、筆記本等多種類型設備的快充需求。

充電頭網通過拆解了解到,這款充電器主板中間設有一塊小板并覆蓋屏蔽罩,輸入端采用單顆艾華大容量電解電容進行濾波,電容橫置且沉板設計,以降低機身厚度。充電器開關電源部分,氮化鎵功率芯片采用transphorm的TP65H300G4LSG,另外采用MPS MP6908A搭配萬代MOS同步整流寬范圍輸出,采用昂寶OB2613高性能協議芯片控制輸出電壓。