隨著USB PD&Type-C技術的普及,帶來了更高的充電功率和更快的充電速度。作為行業標桿的蘋果公司,在去年11月發布了最新的MacBook Pro 16寸筆記本電腦,并為其配備了一款96W的充電器,成為了100W快充行業的推動者。

與此同時,其他品牌的筆記本電腦也在逐漸向USB-C充電接口轉型,基于USB PD快充協議的設備數量穩步增加;而相對于傳統筆記本電腦的大塊頭電源適配器,用戶更愿意接納體型小巧的配件。

近期,廣東斯泰克電子科技有限公司就針對大功率快充市場推出了一款100W充電器,不僅采用了雙USB-C接口的配置,還首次在100W快充中內置兩顆氮化鎵芯片,更好的控制了產品體積。下面充電頭網就為大家帶來斯泰克100W雙USB-C口氮化鎵充電器的拆解。

一、斯泰克100W雙USB-C口快充充電器外觀

斯泰克100W氮化鎵快充充電器采用純白色的PC材質外殼,機身扁平,四角采用圓弧過渡設計,配備可折疊的美規插腳,收納方便易攜帶。充電器的正面絲印了品牌STIGER的logo。

產品背面無絲印信息,插腳折疊后較外殼略微突出,方便用戶打開。

從輸出端可以看到,充電器的輸出端設置了兩個USB-C接口以及一顆電源指示燈,在接通電源之后,會亮起藍色微光,便于用戶掌握電源的工作狀態。

在充電器外殼的底部絲印了詳細的產品參數,產品名稱:PD 100W雙口氮化鎵充電器;型號:P49-PD-100W,輸入:100-240V 50/60Hz 2.5A;當USB-C1或者USB-C2單口輸出,支持5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/5A,最大功率100W。當USB-C1和USB-C2雙口同時輸出,每個接口均支持5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/2.25A,總功率90W。充電器由廣東斯泰克電子科技有限公司制造,已經通過了CE、FCC、RoHS認證以及VI級能效認證。

斯泰克這款充電器機身厚度比一元硬幣直徑略大。

雖然斯泰克100W雙C口充電器配備了兩個USB-C接口,并且輸出功率達到了100W,但其體積對比蘋果61W充電器和ANKER 60W雙USB-C氮化鎵充電器,均有優勢,實現了更高的功率密度。

實測充電器凈重約為200g,與一款iPhone 11 Pro手機重量相當。

使用ChargerLAB POWER-Z KT001檢測USB-C1接口的輸出協議,顯示支持Apple 2.4A、DCP、QC3.0、QC2.0等協議。

USB-C2接口同樣支持Apple 2.4A、DCP、QC3.0、QC2.0等協議。

在單口輸出時,USB-C1接口PDO報文顯示支持USB PD3.0快充協議,并有5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/5A五組電壓檔位。

在單口輸出時,USB-C2接口同樣支持USB PD3.0快充協議,并有5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/5A五組電壓檔位,做到了雙口隨意插都能實現100W快充。

在USB-C1接口和USB-C2接口同時輸出時,POWER-Z KT001測得兩個接口的PDO均為5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/2.25A。

二、斯泰克100W雙USB-C口快充充電器拆解

打開超聲波焊接的外殼,內部PCB板上貼了一塊包裹了黃色馬拉膠帶的散熱片,對PCB板采用全覆蓋設計。

將PCB板從外殼中取出,插腳部分通過兩根導線焊接到PCB板上。

PCB板上的散熱片下面是一整塊導熱墊,導熱墊可以充分貼合發熱元器件,并將熱量傳遞給散熱片,起到均勻散熱的效果。

去掉導熱墊,PCB板背面設計非常精簡,初級和次級之間采用了兩顆PI的高集成主控芯片,輸入端設有兩顆整流橋,次級側設有兩顆同步整流MOS管。

其中一顆主控芯片型號為INN3379C,內置PWM控制器、高壓MOS、同步整流控制器等,集成度非常高,寬電壓范圍下,密閉外殼內可以輸出65W功率。

PI官方的資料顯示,INN3379C屬于InnoSwitch3-Pro家族,不過與其他型號不同的是,INN3379C采用了PI獨家的PowiGaN技術,也就是內置了GaN氮化鎵功率器件,相比傳統MOSFET可以輸出更大功率。

另一顆主控芯片同樣是采用PI PowiGaN技術的INN3379C。

輸入端兩顆LT9B31整流橋,兩顆并聯均攤發熱,降低溫升。

次級同步整流MOS管,美國萬代AOS AON6220,NMOS,100V 48A。

萬代AON6220詳細參數資料。

另一顆同步整流MOS也是來自美國萬代的AON6220,兩路電路用料完全相同。

PCBA模塊正面以及側面使用了大面積銅片散熱片,正面部分的銅片和元器件之間設有塑料絕緣板,銅片側面直接使用馬拉膠帶包裹絕緣。

將正面的銅箔取下,內側絕緣板和變壓器之間通過注膠固定及導熱。

斯泰克這款100W雙USB-C口氮化鎵快充充電器與常規的多口充電器不同,其內部采用的是兩個變壓器設計,兩路獨立輸出。

輸入濾波采用兩顆大電解電容以及四顆小體積的電解電容,輸入端有兩級共模電感、安規X電容、NTC浪涌抑制電阻延時保險絲等器件,元器件之間通過注膠固定。

輸入延時保險絲規格為5A 250V。

安規X2電容,容量0.33μF。

NTC浪涌抑制電阻。

共模電感線圈,用于抑制EMI電磁干擾。

大體積的輸入濾波電解電容,Chengx東莞承興電子,單顆規格400V 56μF,旁邊是一顆套有絕緣套的磁環電感。

這款充電器一共使用了兩顆承興的鋁電解電容,規格均為400V 56μF。

小體積的電解電容為AiSHi艾華品牌。

四顆規格一致的艾華電解電容,400V 22μF,輸入端六顆點電解電容共計200μF容量,采用不同容量的電容并聯更好的利用充電器內部空間。

PWM芯片供電電容,承興電子63V 10μF,這款充電器使用了兩顆。

Y電容用于輸出抗干擾,來自JNC東莞嘉耐電子有限公司。

輸出端兩個USB-C接口使用小塊PCB板固定并焊接在主控PCB板上,接口兩側各有一顆永銘電子的固態電容,用于輸出濾波,白色泡棉為指示燈遮光。

USB-C口輸出濾波電容采用的是永銘電子NPX系列,規格為25V 1000μF,單顆尺寸8mm*16mm,耐高溫105℃,壽命2000小時。同時這款產品還具有小體積、低ESR、高容許紋波電流、高可靠性等特點。

另一個接口的輸出濾波電容同樣是永銘電子的NPX系列,規格為25V 1000μF。

USB-C協議小板上除了兩個USB-C接口之外,還有兩顆協議芯片以及四顆MOS管。

USB PD快充協議芯片來自英集芯,型號IP2726。這是一顆集成多種協議、用于USB輸出端口的快充IC,此外還支持Type-C DFP、PD2.0、PD3.0、PPS、QC4+、QC3.0、QC2.0、FCP、AFC、SCP、MTK PE+、Apple2.4A、BC1.2以及三星2A等協議。具有高集成度和豐富的功能,在應用時僅需極少的外圍器件,有效減小整體方案的尺寸,降低BOM成本。

值得一提的是,英集芯IP2726已經通過了高通QC4+認證,并拿到了中國大陸地區第一張QC4+認證證書。

另一個接口的協議芯片同樣是英集芯IP2726。

兩顆恒泰柯HTM040N03,NMOS,超低導阻降低損耗,其中一顆用于VBUS開關管,另外一顆用于兩路電源并聯。

恒泰柯HTM040N03規格資料。

另一個輸出接口也是同樣的電路,其中每個電源輸出分成兩路,一路用于獨立輸出,在單口100W輸出時,另外一路用于與另外一個電源輸出并聯。

USB-C接口為直插式結構,端面不露銅。

斯泰克100W雙USB-C氮化鎵充電器全部拆解完畢。

充電頭網總結

外觀方面,斯泰克100W雙USB-C口氮化鎵快充充電器體積小巧,雖然具備100W的輸出能力,但體積僅與蘋果61W相當,并且配備折疊插腳,攜帶方便。性能方面,這款充電器支持USB PD3.0、QC3.0、QC2.0、Apple2.4A等協議,并且在PD協議下支持任意單口100W輸出,雙口同時輸出為45W,即能滿足蘋果最新的16英寸MacBook Pro全速充電,也可同時給兩臺筆記本電腦充電,非常智能、便捷。

充電頭網拆解發現,這款充電器采用了一種全新的架構來實現100W快充。不同于常見的一組主電路加上DCDC線路,此設計內置了兩套完全一樣的快充電路,AC-DC部分由兩顆PI高集成PowiGaN控制器INN3379C實現并聯兩路轉換,輸出則采用了兩顆英集芯IP2726協議芯片實現兩路電源并聯單口輸出100W,雙口獨立輸出各45W的智能調節控制。這種全新的架構實現了無需DCDC二級轉換,而達到雙口盲插100W的大功率設計。

得益于兩顆PI PowiGaN氮化鎵芯片的采用,無論是單口輸出還是雙口輸出,每顆芯片只需分擔最大50W的功率,所以無需額外增加功率因數校正電路;加之氮化鎵芯片帶來的高效率和低發熱,以及單級轉換無需DCDC, 為充電器實現小體積和高功率密度提供了可能。

即使采用了兩顆氮化鎵主控芯片,這款充電器內部還是采用了銅片全包裹的設計,讓發熱元器件的熱量能夠均勻擴散,避免長時間大功率工作時內部過熱。

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