公牛140W氮化镓快充插座拆解
看完了公牛这款插座的开箱和测试,下面就进行拆解,一起来看看内部的用料和设计。
首先撬开输出端外壳,露出插座内部PCBA模块。
壳体内部设有LED灯导光条,USB-C插座插入外壳定位圈中,定位精准。
取出快充插座内部的插座模块和快充模块。
快充模块通过导线焊接连接供电。
输入导线与插座模块焊接连接。
插座模块覆盖黑色安全门,防止异物进入。
拆下覆盖的安全门,插座模块内部一体铜条特写。
快充模块采用白色塑料壳密封,壳体内部采用灌封工艺。
另一侧为PCBA模块供电焊盘。
切开PCBA模块的白色外壳,取出内部模块。PCBA模块采用灌封工艺,具有更强的散热性能,耐候性和强度。
使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为87.25mm。
PCBA模块宽度约为40.2mm。
PCBA模块厚度约为33mm。
PCBA模块由三块小板焊接组成。
在小板内部的空间焊接开关电源元件。
在底部小板上焊接整流桥和一路大功率快充电路。
底部小板焊接滤波电感,高压滤波电容,变压器和输出滤波电容等元件。
侧面垂直焊接的小板上焊接PFC升压电路,一路大功率快充电路和一路小功率快充电路。
PFC升压电感,滤波电容和开关变压器特写。
输出端小板焊接三个USB-C母座和一个USB-A母座,并焊接对应的协议芯片与滤波电容。
通过观察发现,公牛140W氮化镓快充模块采用PFC+三路反激开关电源设计,宽电压范围输出。其中两路电源用于USB-C接口,支持并联单口输出,两路大功率反激电源由协议芯片控制并联,进行单USB-C口的140W输出。另外一路反激电源也采用协议芯片控制输出电压的方式,独立输出。
输入端焊接保险丝,共模电感,安规X2电容等元件。
输入端延时保险丝来自华德电子,规格为3.15A 250V。
NTC热敏电阻贴片焊接,丝印NSP2R54。
第一颗共模电感采用漆包线和绝缘线绕制,底部焊接绝缘支架。
安规X2电容来自STE松田电子,规格为0.33μF。
第二级共模电感采用漆包线绕制,缠绕胶带绝缘。
整流桥来自晶恒,型号JBF410,规格为4A 1000V,使用两颗半桥连接,均摊发热。
滤波电感采用磁环绕制,底部使用电木板绝缘。
两颗薄膜电容来自STE松田电子,规格为1μF450V。
PFC升压控制器来自杰华特,型号JW1571,是一颗临界模式的PFC升压控制器,具有高精度的恒压输出,采用SOP8封装,适用于单级升压功率因数校正(PFC)应用。恒定导通时间控制策略确保高功率因数,无需输入电压检测电路,简化系统设计,节省损耗;临界导通模式操作降低了开关损耗,提高了 EMI 性能并大幅提高效率。
JW1571具有多重保护功能,大大提高了系统的安全性和可靠性,包括VCC UVLO、CS过压保护、FB过压保护和过温保护。支持开关电源,适配器和液晶电视应用。
PFC升压开关管来自英诺赛科,型号为INN650D150A,是一颗耐压650V的氮化镓高压单管,瞬态耐压750V,导阻150mΩ,采用DFN8*8封装。INN650D150A支持超高开关频率,无反向恢复电荷,具有极低的栅极电荷和输出电荷,符合JEDEC标准的工业应用要求,内置ESD保护,符合RoHS、无铅、欧盟REACH法规。
INN650D150A支持AC-DC,DC-DC转换器应用,支持图腾柱PFC应用,支持电池快充,高功率密度和高能效转换应用。
充电头网拆解了解到,英诺赛科氮化镓芯片目前已被三星,OPPO,VIVO,联想,雅迪,LG,华硕,安克,努比亚,倍思,绿联,闪极等多家知名品牌和厂商所采用,出货量突破3亿颗。
PFC升压电感采用ATQ23磁芯。
PFC整流管来自晶恒,型号EP5J,是一颗600V 5A的超快恢复二极管,采用TO277封装。
高压滤波电容来自JSH万京源,两颗规格均为450V 22μF。
另外一颗高压滤波电容焊接在另一块小板上,规格为450V 47μF,滤波电容总容量为91μF。
在小板上焊接两颗PI的高集成电源芯片,分别对应两路输出。
一小一大两颗变压器特写。
用于USB-C1接口的变压器特写。
两个大功率USB-C快充口对应的两路开关电源方案相同,主控芯片均采用PI INN4576F,是PI推出的InnoSwitch4-Pro系列电源芯片,是一颗数字控制的电源芯片,支持反激和ZVS反激,内部集成750V PowiGaN开关管,支持主动钳位输出和同步整流控制,支持宽电压适配器环境80W输出功率,两路芯片输出并联,满足140W大功率输出。
PI InnoSwitch4-Pro系列芯片资料信息。
充电头网拆解了解到,PI INN4576F此前已获得国内知名品牌采用。此外PI旗下InnoSwitch系列方案还获得苹果、三星、小米、OPPO、联想、mophie、华硕等海内外知名品牌产品采用,得到市场长期检验,获得客户一致好评。
同步整流管来自恒泰柯,型号HGN099N15S,是一颗150V耐压的NMOS,导阻为9.5mΩ,采用DFN5*6封装。
输出滤波电容来自JSH万京源,规格为820μF 35V。
开关电源主控芯片采用PI INN3366C,为InnoSwitch3-Pro系列,是一颗集成了高压开关、同步整流和FluxLink反馈功能的数控恒压/恒流离线反激式准谐振开关IC,适合应用于高效率USB PD 3.0 + PPS/QC适配器。
PI InnoSwitch3-Pro系列芯片资料信息。
用于USB-C3和USB-A接口的变压器特写。
同步整流管来自华润微,型号CRSM080N10L2,是一颗耐压100V的NMOS,导阻6.8mΩ,采用DFN5*6封装。
输出滤波电容来自东佳,规格为16V 680μF。
贴片Y电容来自四川特锐祥科技股份有限公司,具有体积小、重量轻等特色,非常适合应用于氮化镓快充这类高密度电源产品中,料号TMY1221K。
特锐祥专注于被动元器件的研发、生产及销售,注册资本1亿元。旗下有自主电容品牌两类:SMD TRX及DIP TY电容器,TRX将致力于陶瓷材料的研究,以拓展更多品类的应用,为客户提供更多的解决方案。
特锐祥贴片Y电容资料信息。
另一路大功率USB-C接口采用INN4576F,两路并联组成140W快充输出。
东佳 63V10μF 滤波电容为主控芯片供电。
变压器采用ATQ23磁芯绕制,磁芯缠绕高温胶带绝缘。
另一颗特锐祥贴片Y电容料号为TMY1331K。
亿光 EL 1019光耦用于PFC控制。
同步整流管来自恒泰柯,型号HGN099N15S,是一颗150V耐压的NMOS,导阻为9.5mΩ,采用DFN5*6封装。
两颗输出滤波电容来自JSH万京源,规格为470μF 35V。
输出小板上焊接两颗协议芯片和对应四个接口的六颗VBUS开关管。
背面焊接一颗NTC热敏电阻用于检测温度,还焊接放电电阻和放电MOS管。USB-C和USB-A母座均为过孔焊接固定,牢固耐用。
两个PD快充口协议芯片采用英集芯IP2738,这是一颗双路协议芯片,支持双口18-140W快充应用,具备独立的反馈控制,具备独立的USB PD控制,相当于两颗IP2736整合到一颗芯片内部,快充规格与IP2736相同。支持USB PD3.1 28V EPR档位,并支持PD3.0/PPS等丰富全面的快充协议,兼容性非常好。
英集芯IP2738内置四路独立的NMOS驱动,可用于多个接口输出控制,控制多个VBUS开关管进行输出端口切换以及两路电源并联控制,并且支持双路独立的过流、过压以及短路保护,确保使用安全。
VBUS开关管来自新功率,型号NCEP4065QU,NMOS,耐压40V,导阻2.2mΩ,采用DFN3.3*3.3封装。另一颗VBUS开关管型号NCEP4040Q,耐压40V,导阻7.7mΩ,同样采用DFN3.3*3.3封装。
另一路电源的两颗VBUS开关管配置相同。
USB-C3和USB-A口协议芯片来自英集芯,型号为IP2726,是一颗应用非常广泛的协议芯片。英集芯IP2726是一颗集成多种协议、用于USB输出端口的快充IC,支持Type-C DFP、PD2.0/3.0、PPS、QC4+、QC2.0/3.0、FCP、AFC、SCP、MTK PE+、Apple2.4A、BC1.2以及三星2A等协议。具有高集成度和丰富的功能,在应用时仅需极少的外围器件,有效减小整体方案的尺寸,降低BOM成本。
英集芯 IP2726 资料信息。
对应USB-C3和USB-A接口的VBUS开关管采用NCEP4040Q,实现单口快充,双口5V的输出策略。
USB-C母座采用过孔焊接固定,蓝色胶芯不露铜。
USB-A母座为蓝色胶芯。
NTC热敏电阻特写,用于检测内部温度,进行过热保护。
全部拆解一览,来张全家福。
充电头网拆解总结
公牛这款延长线插座自带1.4米长线缆,满足日常扩展使用,插座具备两个新国标五孔插孔,方便连接显示器等其他设备。插座内部的快充模块具备3C1A四个接口,分别支持140W PD3.1快充和100W快充,并支持功率自动分配,能够同时为两台笔记本电脑充电,功能强大。
充电头网通过拆解了解到,这款插座为插座模块和快充模块独立设计,快充模块采用灌封工艺,增强散热性能和耐候性,增加强度避免不慎跌落造成损坏。快充模块由三块PCB焊接组成,采用两颗PI INN4576F电源芯片配合双变压器设计,用于140W快充输出。INN3366C用于小功率快充输出。
输出采用英集芯IP2738协议芯片用于USB-C接口控制,IP2726协议芯片用于USB-C3和USB-A接口控制,内部采用JSH万京源电解电容和固态电容滤波,并内置热敏电阻检测温升进行过热保护,配合灌封提升散热性能,整体功能实用,品质可靠。