拆解报告:Anker安克65W 2C1A全氮化镓充电器A2668

2022-08-12 18:47:23 9点赞 18收藏 4评论

前言

安克在今年的新品发布会上推出了多款快充产品,其中一款GaNPrime 65W全氮化镓充电器,应用了行业首创的全氮化镓多口快充技术,在原边使用氮化镓的同时,副边同步整流也使用了氮化镓,利用氮化镓的性能优势,继续提高充电器性能。

这款充电器与本次发布的新品相同,均支持PowerIQ 4.0技术,全时功率分配技术可以实时自动分配多口同时使用的输出功率,让充电更快更智能。下面充电头网就带来这款65W全氮化镓充电器的拆解,看看内部的设计与用料。

安克65W全氮化镓充电器开箱

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包装盒正面印有ANKER品牌、GaNPrime、充电器外观、名称,以及兼容苹果/安卓设备、2 USB-C、1 USB-A卖点。

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背面印有产品卖点信息,设计相当科幻,让整个包装更具科技感。

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侧面印有充电器输入输出参数。

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包装内含Anker 65W充电器、固定胶圈、使用说明书、产品合格证等。

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固定胶圈底部带有吸盘,让充电器在墙插等应用场景中,也能稳定充电不脱落。

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Anker全氮化镓系列充电器采用相同的设计风格,主体黑色外壳并哑光处理,输出端设有银色装饰板。

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腰身一面印有ANKER品牌和GaNPrime。

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输入端外壳上印有充电器参数

型号:A2668

输入:100-240V~50/60HZ 1.8A

输出:

USB-C1/C2:5V3A、9V3A、15V3A、20V3.25A (65W Max)

USB-A:4.5V5A、5V4.5A、5V3A、9V2A、12V1.5A (22.5W Max)

双口输出:

USB-C1+USB-C2:65W Max

USB-C1+USB-A:65W Max

USB-C2+USB-A:24W Max

三口输出:

USB-C1+USB-C2+USB-A:65W Max

总输出:65W Max

产品通过了CCC认证。

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充电器配备可折叠国标插脚,携带方便。

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顶面配有2C1A三个接口,舌片均为Anker经典蓝色配色,C口外围设计有笔电和IQ 4标识。

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充电器套上固定胶圈场景一览。

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测得充电器机身高度为66.08mm。

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宽度为29.13mm。

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厚度为38.29mm,进而算得充电器功率密度为0.88W/cm³。

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和苹果61W充电器对比,体积优势巨大。

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拿在手上的大小直观感受。

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充电器净重约为123g。

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使用ChargerLAB POWER-Z KM002C测得USB-C1口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0+、QC4+、PD3.0、PPS、Apple2.4A、Samsung 5V2A充电协议。

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并且具备5V3A、9V3A、15V3A、20V3.25A四组固定电压档位,以及3.3-11V5A一组PPS电压档位。

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测得USB-C2口兼容协议和C1口的完全一样。

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PDO报文也相同,即两个C口单口输出性能相同,支持功率盲插,日常使用更方便。

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测得USB-A口支持FCP、SCP、AFC、QC3+快充协议。

安克65W全氮化镓充电器拆解

看完了安克65W全氮化镓充电器的开箱,尺寸和测试,下面就对充电器进行拆解,看看内部的黑科技设计。

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沿输入端接缝撬开超声波焊接的外壳,充电器内部为粉色导热胶,灌封成为一个整体。

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由于充电器内部为整体灌封,动用切割机切开充电器外壳,取出内部PCBA模块。

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外壳内部对应输出侧粘贴白色塑料片。

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充电器内部PCBA模块使用导热胶灌封成为一个整体,在充电器中使用灌封工艺能加强散热性能,均匀散热,还能防止水汽渗入,同时固定元件,大大增强充电器的散热性能,机械强度和耐候性。交流输入端采用导线焊接连接。

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从输出侧可以看到USB-C和USB-A母座以及滤波电容,母座焊接在垂直小板上,小板之间打胶填充。

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PCBA模块前端留空为折叠插脚空间,另一侧焊接小板,小板上焊接保险丝及EMI滤波元件,充分利用空间,高压电解电容上粘贴麦拉片绝缘。

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交流输入白黑导线焊接连接到小板上供电。

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使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为62.84mm。

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测得PCBA模块宽度约为32.89mm。

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PCBA模块厚度约为24.37mm。

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充电器PCBA模块一览,左上角为输入保险丝和EMI滤波电路,顶部焊接高压电解电容和差模电感,在中间位置焊接变压器,底部为二次降压小板,焊接降压电感和滤波固态电容。

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PCBA模块背面焊接一颗氮化镓合封芯片,反馈光耦以及贴片Y电容等元件,电路十分精简。

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垂直焊接的降压小板上焊接降压电感和滤波电容,变压器磁芯和固态电容均缠绕高温胶带绝缘,小板之间打胶填充固定。

通过对充电器PCBA模块的观察发现,安克65W全氮化镓充电器采用反激开关电源搭配同步整流,在次级使用氮化镓同步整流管,实现初次级全氮化镓设计。输出使用两路独立的同步降压电路,实现双C口65W功率盲插,及多口功率自动分配功能。下面我们就从输入端开始了解整个充电器的设计与用料。

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充电器输入端焊接一块小板,小板上焊接保险丝和共模电感以及安规X2电容。

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小板侧面一览,安规X2电容引脚套管绝缘,紧贴共模电感布置。

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输入端保险丝来自贝特电子,出料号936,规格为3.15A 250V,用于输入过流保护。

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共模电感采用漆包线和绝缘线绕制在绿色磁环上,并打胶固定。

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安规X2电容规格为0.15μF,来自DGCX东莞成希。

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拆除正面插件元件的PCB一览,在输入小板下面焊接一颗贴片整流桥。

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贴片整流桥丝印R8M,用于将交流电整流成为脉动直流电。

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五颗高压电容均来自永铭,规格为22μF400V,总容量为110μF。

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工字差模电感外套热缩管绝缘。

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充电器初级主控芯片采用南芯科技合封氮化镓芯片SC3057,这颗芯片将高性能多模式反激控制器、氮化镓驱动、氮化镓开关管、供电和保护等电路集成在一颗散热增强的QFN6*8封装内部。通过合封来简化外部元件数量,并消除传统驱动走线寄生参数对高频开关的影响。

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南芯科技SC3057采用了功率走线和控制走线分开的设计,降低高频开关对控制回路的影响,并通过优化的焊盘设计,优化充电器走线设计与电气性能,简化设计开发。SC3057内置165mΩ氮化镓开关管,支持175KHz开关频率,并支持X电容放电。

充电头网拆解了解到,采用南芯科技SC3057的还有倍思67W 1A1C氮化镓充电器、华科生65W 2C1A氮化镓充电器等产品。

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变压器磁芯严密缠绕胶带绝缘,次级采用多层绝缘线。

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贴片Y电容来自禾伸堂,两颗串联提高耐压等级。

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EL1018光耦用于输出电压反馈。

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在PCBA侧面还焊接了一颗蓝色Y电容。

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充电器次级侧一览,焊接同步整流控制器,氮化镓同步整流管,滤波电容和MCU。

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同步整流控制器来自南芯科技,型号SC3520,支持直驱氮化镓同步整流管。SC3520是一颗自适应开通检测和快速关断同步整流控制器,无需辅助线圈供电,输出电压最低可低至0V,专利的自适应开通检测电路避免同步整流管误开通,兼容包括氮化镓在内的多种MOS。

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SC3520支持DCM,CCM和准谐振模式,具有极低的静态电流,支持多种工作模式,支持高侧和低侧同步整流,采用SOT23-6封装,外围元件非常精简。

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氮化镓同步整流管来自英诺赛科,型号INN150LA070A,是一颗耐压150V,导阻7mΩ的增强型氮化镓单管,具有非常低的栅极电荷和超低的导通阻抗,可有效减小驱动损耗和导通损耗,加之其超小的封装,适合应用于AC-DC的同步整流,D类功放,高频DC-DC转换器,通信基站和马达驱动。

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INN150LA070A采用倒装FCLGA3.2*2.2封装,die与焊盘具有更大的接触面积,更低的热阻,有效降低温升,显著提升散热性能。

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两颗输出滤波电容来自永铭,为NPT系列固态电容,两颗规格均为470μF 25V。

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用于充电器内部温度检测及保护控制功能的单片机,来自东软载波,型号ES8P5066FJNK,是一颗M0内核的32位高性能低功耗单片机,采用QFN32封装,内置ADC用于温度检测,同时还用于控制功率自动分配功能。

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配合MCU进行充电器内部温度检测的热敏电阻,进行充电器过热保护功能。

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充电器输出侧焊接二次降压小板,小板焊接降压电路和USB-C母座。热敏电阻用胶水固定在两块降压小板之间检测温升。

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三块小板分别焊接USB-C母座和USB-A母座,其中两块焊接USB-C母座的小板上焊接降压电路。小板之间打胶固定成为一个整体,均匀散热降低温升。

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USB-C1小板正面特写,焊接降压电感,滤波电容,降压开关管和VBUS开关管。

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USB-C1小板背面特写,焊接降压协议芯片,开关管和电流传感放大器。

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降压小板上焊接智融SW3536,用于降压输出。SW3536是一款高集成度的多快充协议双口充电芯片,支持USB-A+USB-C双口快充输出,支持双口独立限流。内部集成了7A高效率同步降压变换器,支持PPS/PD/QC/AFC/FCP/SCP/PE/SFCP/TFCP等多种快充协议,最大支持140W输出功率。

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SW3536集成CC/CV模式,双口管理逻辑以及双芯片动态功率分配,外围元件精简,是一颗完整的高性能多快充协议双口充电解决方案。SW3536支持36V输入电压,满足12-24V输入车充应用,适用于快充适配器,插排以及车充应用。

值得一提的是,前不久拆解的安克全氮化镓120W充电器也采用了智融SW3536多口充电解决方案。

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一颗降压开关管来自AOS万代,型号AONR66406,是一颗耐压40V的NMOS,导阻5mΩ,采用DFN3*3封装。

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圣邦威 SGM8199A1电流传感放大器用于输出电流采样。

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正面焊接另一颗降压开关管。

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用于降压的合金电感为4.7μH。

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输出滤波电容来自永铭,为NPT系列固态电容,规格为220μF 25V,缠绕高温胶带绝缘。

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输出VBUS开关管型号同样为AONR66406,左侧焊接5mΩ电流取样电阻。

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USB-C母座采用蓝色胶芯,过孔焊接固定,母座粘贴高温胶带密封。

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另外一路降压小板正面焊接滤波电容,降压电感,电流传感放大器和电流取样电阻。

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背面焊接降压协议芯片,降压开关管,VBUS开关管,USB-C母座,电流传感放大器和取样电阻。

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降压协议芯片同样采用智融SW3536,用于USB-C和USB-A双口输出。

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两颗降压开关管型号为AONR66406。

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4.7μH合金降压电感特写。

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输出滤波电容来自永铭,为NPT系列固态电容,规格为470μF 25V,缠绕高温胶带绝缘。

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一颗圣邦威 SGM8199A1电流传感放大器用于USB-C接口输出电流采样。

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另一颗用于USB-A输出电流的采样放大器。

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USB-C口输出VBUS开关管型号为AONR66406。

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USB-C母座采用蓝色胶芯,过孔焊接固定,母座粘贴高温胶带密封。

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USB-A接口正面焊接USB-A母座和供电控制的VBUS开关管。

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USB-A母座采用过孔焊接固定,小板背面没有元件。

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USB-A口输出VBUS开关管型号为AONR66406。

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USB-A母座采用蓝色胶芯,前端带有特殊触点。

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USB-A母座粘贴麦拉片密封。

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全部拆解完毕,来张全家福

充电头网拆解总结

安克这款全氮化镓65W充电器具备主流的2C1A三口配置,两个USB-C口均支持65W功率盲插,使用非常方便。充电器采用长条机身,搭配折叠插脚,便于携带。充电器USB-C口具备5V3A、9V3A、15V3A、20V3.25A四组固定电压档位,以及3.3-11V5A一组PPS电压档位,对笔记本和安卓手机的快充兼容性都非常好。

充电头网通过拆解了解到,充电器内部AC-DC电源方案来自南芯科技,内置SC3057合封氮化镓芯片和SC3520氮化镓同步整流控制器,氮化镓同步整流管来自英诺赛科,型号INN150LA070A,是业内首款内置了氮化镓同步整流管的充电器,全氮化镓因此而来。

输出采用两颗智融科技SW3536进行降压和协议控制,输出USB-C和USB-A母座均焊接在独立的小板上,并打胶固定,节省空间的同时提升散热性能。充电器内部采用灌封工艺,增强散热性能,并提升充电器的耐候性和强度,更加经久耐用。

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