“GaN”中文名“氮化鎵”，是一種新型半導(dǎo)體材料，它具有禁帶寬度大、熱導(dǎo)率高、耐高溫、抗輻射、耐酸堿、高強度和高硬度等特性，在早期廣泛運用于新能源汽車、軌道交通、智能電網(wǎng)、半導(dǎo)體照明、新一代移動通信，被譽為第三代半導(dǎo)體材料。隨著技術(shù)突破成本得到控制，目前氮化鎵還被廣泛運用到消費類電子等領(lǐng)域，充電器便是其中一項。
采用了GaN氮化鎵元件的充電器最直觀的感受就是體積小、重量輕，在發(fā)熱量、效率轉(zhuǎn)換上相比普通充電器也有更大的優(yōu)勢，大大的提升了我們的使用體驗。
2019年，做為3C配件市場發(fā)展風(fēng)向標(biāo)的香港電子展，我們就已經(jīng)察覺到氮化鎵快充發(fā)展的迅猛勢頭：2019年4月份春節(jié)展，8款氮化鎵充電器新品參展；而到了10月份秋季展，氮化鎵充電器新品多達56款，不到一年增長近7倍。
同時，在前不久剛剛結(jié)束的美國CES展會上，充電頭網(wǎng)了解到，參展的氮化鎵充電器數(shù)量也已經(jīng)多達66款，涵蓋了18W、30W、65W、100W等多個功率段，以及全新品類超級擴展塢，全面滿足手機、平板、筆電的充電需求。
截止目前，充電頭網(wǎng)已經(jīng)累計拆解了12款采用氮化鎵功率器件的USB PD充電器，它們分別是ANKER 30W、ANKER 60W、ANKER 30W超極充、AUKEY 27W、愛否65W、小米65W、OPPO 65W、RAVPower 30W、RAVPower 45W、RAVPower 61W、ROxANNE 65W、SlimQ 65W。上面這張表格統(tǒng)計了這些氮化鎵充電器用到的主要元器件，關(guān)于產(chǎn)品的詳細拆解報告，可以點擊下面文章中的小標(biāo)題了解。
功率器件：PI SC1933C內(nèi)置GaN功率器件
主控芯片：PI SC1933C
協(xié)議芯片：Weltred偉詮WT6615F
編輯點評：ANKER PowerPort Atom PD 1充電器給小編的第一感覺就是小而且輕巧，與蘋果30W PD充電器對比直接小一圈。性能方面，支持5V/3A、9V/3A、15V/2A、20V/1.5A四個USB PD輸出檔位，能滿足手機、平板的功率需求，筆記本也能兼顧到。
通過拆解發(fā)現(xiàn)，充電器內(nèi)部元器件穿插布置，采用兩塊平行電路板之間加一塊小板的結(jié)構(gòu)，使得空間利用率極高，并且巧妙的設(shè)計了塑料絕緣支架，為充電器提供絕緣和支撐，使充電器更加穩(wěn)固。采用PI InnoGaN一體化芯片SC1933C，大大簡化充電器設(shè)計，同時得益于其高頻高效的特性，所以30W的輸出功率也無需輔助散熱，進一步節(jié)約了空間。輸出采用同步整流，減低溫度提高效率，電路板內(nèi)層大面積敷銅，幫助導(dǎo)熱和散熱。產(chǎn)品的用料講究、設(shè)計巧妙、做工精細，滿滿黑科技。
2、拆解報告：ANKER 60W氮化鎵雙USB-C口充電器（A2029）
功率器件：PI SC1933C內(nèi)置GaN功率器件
主控芯片：PI SC1933C
協(xié)議芯片：賽普拉斯CYPD4225
編輯點評：ANKER PowerPort Atom PD 2 GaN充電器的設(shè)計很“ANKER”，無論是產(chǎn)品外包裝上還是產(chǎn)品本身外觀，都擁有濃濃的“ANKER”風(fēng)格。鋼琴烤漆的外殼，觸感溫潤，純白機身、銀灰文字、藍色接口的搭配，很有辨識度。
接口方面，ANKER PowerPort Atom PD 2 GaN充電器與市面上其他60W PD充電器最大不同的是配置了2個USB-C輸出接口，并且均支持PD快充協(xié)議。單口輸出情況下支持5V/3A、9V/3A、15V/3A、20V/3A PD四個檔位，雙口同時輸出情況下，接口均支持5V/3A、9V/3A、15V/2A、20V/1.5A四個檔位，可以滿足大部分設(shè)備的充電需求。
功率器件：PI SC1933C內(nèi)置GaN功率器件
主控芯片：PI SC1933C
協(xié)議芯片：賽普拉斯CYPD4225
編輯點評：ANKER PowerPort Atom PD 2 GaN充電器的設(shè)計很“ANKER”，無論是產(chǎn)品外包裝上還是產(chǎn)品本身外觀，都擁有濃濃的“ANKER”風(fēng)格。鋼琴烤漆的外殼，觸感溫潤，純白機身、銀灰文字、藍色接口的搭配，很有辨識度。
接口方面，ANKER PowerPort Atom PD 2 GaN充電器與市面上其他60W PD充電器最大不同的是配置了2個USB-C輸出接口，并且均支持PD快充協(xié)議。單口輸出情況下支持5V/3A、9V/3A、15V/3A、20V/3A PD四個檔位，雙口同時輸出情況下，接口均支持5V/3A、9V/3A、15V/2A、20V/1.5A四個檔位，可以滿足大部分設(shè)備的充電需求。
3、內(nèi)置氮化鎵：Anker PowerCore Fusion PD超級充拆解
功率器件：Navitas納微NV6115+Navitas納微NV6117 GaNFast功率芯片
主控芯片：TI德州儀器UCC28780
協(xié)議芯片：Cypress賽普拉斯 CYPD3175
編輯點評：Anker PowerCore Fusion PD超級充采用目前行業(yè)應(yīng)用廣泛的1A1C接口配置，既兼顧了老款機型的需求，又解決USB PD快充設(shè)備的充電。在充電器模式下，USB-C口30W的輸出功率以及最高20V的電壓輸出，可滿足iPad Pro、New MacBook等小功率PD設(shè)備的用電。USB-A口融入ANKER自家的POWER IQ充電技術(shù)，對非PD快充的iPhone、iPad等設(shè)備也能以較快速度充電。在移動電源模式下，5000mAh的容量也可為大部分手機續(xù)命一次。就實用性而言，這款產(chǎn)品做得很不錯。
用料方面，充電頭網(wǎng)拆解發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品內(nèi)部采用了行業(yè)前沿的GaN氮化鎵技術(shù)，內(nèi)置Navitas納微半導(dǎo)體的NV6115和NV6117氮化鎵芯片，高度集成的驅(qū)動電路和單晶片的設(shè)計使得氮化鎵芯片的開關(guān)頻率大幅度提高，最終實現(xiàn)產(chǎn)品的小型化和高效率。
為了達到雙輸出的目的，充電器內(nèi)置了兩顆南芯內(nèi)置MOS的升降壓芯片，組成兩路同步升降壓電路，這也進一步減小了電路板占板面積。此外，Anker PowerCore Fusion PD超級充采用了LG 21700電芯，單顆容量就能達到5000mAh，優(yōu)化體積的同時，保證足夠的續(xù)航時間。
4、內(nèi)置GaNFast：AUKEY 27W USB PD充電器PA-Y19深度拆解
功率器件：Navitas納微NV6252 GaNFast功率芯片
主控芯片：TI德州儀器UCC28780
協(xié)議芯片：Weltred偉詮WT6615F
編輯點評：通過對比AUKEY 27W USB PD GaNFast充電器與常規(guī)USB PD充電器的體積，我們能夠很明顯的感受到前者在體積方面的優(yōu)勢，其功率密度相當(dāng)于常規(guī)充電器的2倍。AUKEY 27W USB PD GaNFast充電器不僅體積小巧，而且還采用了可折疊的插腳設(shè)計，便于攜帶；并擁有完整的USB PD輸出電壓，無論是充手機還是充筆記本電腦，均可兼容。
充電頭網(wǎng)拆解發(fā)現(xiàn)，這款充電器導(dǎo)入了采用了納微半導(dǎo)體的GaNFast技術(shù)，并內(nèi)置全球首款集成驅(qū)動的半橋氮化鎵功率芯片NV6252。芯片的高集成省略了外圍的驅(qū)動電路，高效率則免去了散熱片，這也是充電器能夠做的如此小巧的主要原因。此外，這款充電器內(nèi)部采用多塊PCB板，設(shè)計巧妙，元器件布局緊湊，最大限度的利用了充電器內(nèi)部的空間，進一步優(yōu)化了充電器的體積。
功率器件：Navitas納微NV6115 GaNFast功率芯片
主控芯片：安森美NCP1342
協(xié)議芯片：ismartware智融SW3516H
編輯點評：愛否開物這款65W氮化鎵快充充電器體積小巧而性能強悍。單口65W的輸出能力可以滿足大部分輕薄型筆記本電腦的的充電需求，即使在雙口輸出或者是三口輸出時，其中一個USB-C口仍能保持45W的輸出功率，滿足多設(shè)備同時充電的應(yīng)用場景。值得一提的是，這款充電器支持的協(xié)議非常廣泛，除了常見的USB PD、PPS、QC、FCP、AFC、PE之外，還可支持SCP快充，滿足華為手機22.5W低壓快充。
充電頭網(wǎng)通過拆解了解到，這款充電器內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計巧妙，空間利用率極高，功率密度高。初級部分采用了兩顆永銘和三顆中元鋁電解電容、安森美初級主控芯片以及納微半導(dǎo)體的氮化鎵功率芯片；次級部分為二次降壓方案，采用MPS MP6908搭配威兆VSP008N10MS完成同步整流，然后通過兩顆智融SW3516H實現(xiàn)兩路獨立輸出，實現(xiàn)功率智能分配、多協(xié)議識別、端口獨立輸出等功能。
功率器件：Navitas納微NV6115+Navitas納微NV6117 GaNFast功率芯片
主控芯片：TI德州儀器UCC28780
協(xié)議芯片：Cypress賽普拉斯 CYPD3174
編輯點評：小米這款65W充電器在使用了氮化鎵功率器件后，突破技術(shù)壁壘，將體積濃縮到30.8×30.8×56.3mm內(nèi)，不僅產(chǎn)品功率密度高達1.21W/cm3，同時也將充電器的重量控制在82g，真正做到了大功率、小體積、輕巧便攜。
經(jīng)過充電頭網(wǎng)實測，小米65W氮化鎵充電器擁有5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/3.25A五個固定電壓檔，以及支持5-11V3A / 5-20V3.2A兩個PPS電壓檔；同時還可兼容APPLE2.4A、三星AFC、華為FCP、QC3.0等，支持協(xié)議廣泛，可兼容市面上大部分手機、筆記本電腦以及移動電源等產(chǎn)品。
充電頭網(wǎng)通過拆解了解到，小米65W氮化鎵充電器之所以能夠?qū)崿F(xiàn)功率密度的突破，主要得益于內(nèi)置了納微半導(dǎo)體的GaNFast氮化鎵功率芯片NV6115和NV6117，搭配安森美NCP51530和TI UCC28780實現(xiàn)高頻開關(guān)，從而讓變壓器的體積大幅縮減。同時這款充電器輸出濾波采用的是貼片電容，讓體積得到進一步壓縮。兼容性方面則選用賽普拉斯的解決方案，CYPD3174性能沒的說，除了常規(guī)協(xié)議之外，還可對小米10 Pro實現(xiàn)50W快充。
散熱方面，充電器內(nèi)部的功率器件及變壓器部分均增加導(dǎo)熱墊設(shè)計，整個PCBA模塊外圍使用銅板包裹，起到均勻散熱的作用。整個產(chǎn)品用料扎實，做工精細，堪稱充電器中的精品。
7、拆解報告：OPPO原裝65W氮化鎵快充充電器VCA7GACH
功率器件：PI SC1923C內(nèi)置GaN功率器件
主控芯片：PI SC1923C
協(xié)議芯片：瑞芯微RK725B
編輯點評：OPPO這款65W原裝氮化鎵快充充電器由光寶科技股份有限公司代工，產(chǎn)品外觀圓潤，體型小巧。支持最大65W輸出，并設(shè)有5V/2A、10V/6.5A兩個檔位，向下兼容SuperVOOC、VOOC等協(xié)議，適用于OPPO家族中所有快充手機的需求。
充電頭網(wǎng)通過拆解了解到，這款充電器內(nèi)部主要采用了PI定制的PowiGaN主控芯片，具有高效、高頻的特點，大大減小了充電器的體積和發(fā)熱情況；協(xié)議方面依然采用瑞芯微定制的VOOC閃充芯片。充電器內(nèi)部初級和次級之間有隔離設(shè)計，并加裝了絕緣檔板；元器件之間使用大量注膠處理，用于固定元器件和輔助導(dǎo)熱。整個產(chǎn)品從用料到做工，無不透露著OPPO對產(chǎn)品質(zhì)量的高要求。
功率器件：PI SC1933C內(nèi)置GaN功率器件
主控芯片：PI SC1933C
協(xié)議芯片：Weltrend偉詮WT6636F
編輯點評：RAVPower這款30W氮化鎵PD快充充電器體型圓潤小巧，方便攜帶，折疊插腳的設(shè)計進一步增加了產(chǎn)品的便攜性。性能方面，充電器不僅支持USB PD快充協(xié)議，還兼容QC3.0、QC2.0快充和APPLE 2.4A充電協(xié)議，可適配小功率筆記本電腦和常見的手機快充。
通過拆解發(fā)現(xiàn)，這款氮化鎵快充充電器內(nèi)置PI的高集成度PowiGaN芯片，一方面集成了PWM主控、氮化鎵功率器件、同步整流控制器，簡化PCB板設(shè)計難度；另一方面還通過提高功率器件的開關(guān)頻率減小變壓器的體積，提高功率密度。次級側(cè)使用了恒泰柯同步整流MOS管和VBUS開關(guān)；協(xié)議芯片為偉詮WT6636F，主要器件的用料均屬行業(yè)知名品牌，性能有保證。
9、RAVPower 45W GaN PD充電器RP-PC104拆解
功率器件：Navitas納微NV6115 GaNFast功率芯片
主控芯片：TI德州儀器UCC28780
協(xié)議芯片：Weltred偉詮WT6615F
編輯點評：RAVPower這款充電器體積小巧，輕薄便攜，支持最大45W的輸出功率，并且具有5V、9V、12V、15V、20V五檔USB PD輸出，可支持手機、平板、筆電等數(shù)碼設(shè)備快充，性能很不錯。
通過充電頭網(wǎng)的拆解，我們發(fā)現(xiàn)這款充電器里面的用料也是滿滿的黑科技，初級側(cè)采用了兩顆納微半導(dǎo)體的NV6115 GaN功率器件、TI德州儀器的UCC28780初級高頻控制器，并且還用到了平板變壓器，使得充電器擁有非常小的體積。次級側(cè)采用MPS同步整流控制器和英飛凌的同步整流管，并采用了USB PD和QC4+雙認證的協(xié)議芯片偉詮WT6615F。散熱方面，內(nèi)部PCBA模塊的正反兩面均分別采用了銅片散熱和鋁板散熱，并使用導(dǎo)熱貼輔助，保證均勻散熱。
10、拆解報告：RAVPower 61W氮化鎵USB PD充電器
功率器件：PI SC1933C內(nèi)置GaN功率器件
主控芯片：PI SC1933C
協(xié)議芯片：Weltrend偉詮WT6636F
編輯點評：RAVPower這款氮化鎵快充充電器給人最深的感受便是體積非常小巧，幾乎只有蘋果61W快充充電器體積的二分之一左右。同時通過測試，我們了解到這款充電器除了支持PD快充之外，還支持APPLE2.4A、DCP協(xié)議以及QC 2.0、QC 3.0快充協(xié)議，可適配手機等移動設(shè)備快充。
充電頭網(wǎng)拆解了解到，這款充電器內(nèi)部電路設(shè)計非常簡潔，這也得益于采用了PI PowiGaN控制芯片，集成PWM控制器、氮化鎵功率MOS、次級同步整流控制器等，并且省略了常見的光耦反饋元件。次級側(cè)采用恒泰科低壓MOS同步整流，協(xié)議識別則選用了偉詮WT6636F。
除了用料講究之外，充電器內(nèi)部PCBA正反兩側(cè)均采用了導(dǎo)熱板設(shè)計，避免充電器在長時間大功率輸出時出現(xiàn)局部過熱，提升用戶使用體驗。
11、拆解報告：ROxANNE 66W氮化鎵USB PD雙口快充充電器
功率器件：Navitas納微NV6115+Navitas納微NV6117 GaNFast功率芯片
主控芯片：TI德州儀器UCC28780
協(xié)議芯片：精拓F75183A
編輯點評：ROxANNE這款USB PD快充充電器支持最大66W功率輸出，并且采用1A1C接口設(shè)計，而產(chǎn)品的體積卻比蘋果原裝60W充電器還減少了46%，這完全得以于氮化鎵功率器件的應(yīng)用。除了具有非常明顯的體積優(yōu)勢之外，這款充電器的USB-C還可支持USB PD、QC2.0、QC3.0、AFC等快充協(xié)議，USB-A口也能支持APPLE2.4A協(xié)議，即使在雙口同時輸出，USB-C口也能實現(xiàn)最大46W快充，滿足大部分用戶的充電器需求。
充電頭網(wǎng)通過拆解了解到，這款充電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計較為復(fù)雜，采用了多塊PCB板組合的方式，空間利用率很高，進一步提升了產(chǎn)品的功率密度。在用料方面，這款產(chǎn)品通過采用兩顆納微半導(dǎo)體的NV6115和NV6117 GaNFast功率芯片，高度集成的驅(qū)動電路和單晶片的設(shè)計使得氮化鎵芯片的開關(guān)頻率大幅度提高，從而降低了變壓器的體積、提升了產(chǎn)品的效率。
次級部分采用兩路輸出設(shè)計，USB-C接口采用精拓科技F75183A協(xié)議芯片實現(xiàn)PD、QC、AFC等快充協(xié)議的識別，USB-A接口為5V輸出，采用德信EUP3271同步降壓芯片將電壓降低至5V，并通過一顆智能識別IC實現(xiàn)對APPLE2.4A協(xié)議的支持。
關(guān)于發(fā)熱問題，一方面內(nèi)置氮化鎵功率芯片，效率高，發(fā)熱少，另一方面通過在元器件之間注硅膠以及在PCBA模塊外圍包裹銅箔的方式輔助導(dǎo)熱和散熱，避免局部過熱的現(xiàn)象。
12、拆解報告：SlimQ 65W氮化鎵USB PD快充充電器SLIMQ-GaN65AC
功率器件：Navitas納微NV6115 GaNFast功率芯片
主控芯片：ON Semi安森美NCP1342
協(xié)議芯片：Hynetek慧能泰HUSB339
編輯點評：SlimQ 65W氮化鎵快充充電器具有小巧便攜的特點，與常規(guī)45W充電器相比，體積僅為其一半。1A1C兩個接口均可支持快充輸出，可充筆記本電腦也可充手機。協(xié)議方面支持USB PD、QC3.0、QC2.0、AFC、FCP、Apple 2.4A等多種協(xié)議，可以一機多用，出門攜帶十分方便。
充到頭網(wǎng)拆解發(fā)現(xiàn)，這款產(chǎn)品的AC-DC部分采用納微半導(dǎo)體氮化鎵功率芯片、安森美PWM主控、MPS同步整流控制器以及恒泰柯同步整流MOS；USB-C接口輸出采用慧能泰HUSB339協(xié)議芯片，USB-A接口輸出由南芯SC8903二次降壓，并采用天鈺FP6601Q作為協(xié)議芯片。1A1C兩個接口智能輸出，實現(xiàn)功率智能分配。
此外，充電器內(nèi)部采用全套永銘小體積電容用于初、次級濾波；同時，為了實現(xiàn)小體積的散熱問題，充電器內(nèi)部注入了大量硅膠，并在PCBA模塊外圍使用金屬均熱片包裹，避免大功率輸出時局部溫升過高。
充電頭網(wǎng)總結(jié)
從充電頭網(wǎng)的拆解來看，目前市面上已經(jīng)量產(chǎn)商用的氮化鎵方案主要來自PI和納微半導(dǎo)體兩家供應(yīng)商。其中PI的PowiGaN方案具有高集成度、易于工廠開發(fā)的特點；納微半導(dǎo)體的GaNFast方案則可以通過高頻實現(xiàn)充電器的小型化和高效率。
行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，在以電商客戶為主2019年充電器市場，氮化鎵功率器件出貨量約為300萬-400萬顆，隨著手機以及筆記本電腦滲透率進一步提升，2020年將實現(xiàn)5-6倍增長，總體出貨1500-2000萬顆，2021年GaN器件的出貨量有望達到5000萬顆，迎來大爆發(fā)時期。
對于氮化鎵快充普及浪潮的來臨，各大主流電商及電源廠早已摩拳擦掌，嚴(yán)陣以待，紛紛推出了順應(yīng)市場的配件產(chǎn)品。而當(dāng)各大主流手機廠商把氮化鎵快充做為手機的標(biāo)準(zhǔn)配件時，整個產(chǎn)業(yè)鏈將迎來一個新的發(fā)展高峰。
面對氮化鎵快充市場的爆發(fā)，你準(zhǔn)備好了嗎？
http://www.xtzz.cc/
粵公網(wǎng)安備44030002009313號