拆解报告:HELPERS LAB 65W PD快充氮化镓充电器

2021-05-16 20:27:55 0点赞 2收藏 2评论

经过一年多的发展,如今的快充市场已经是无“氮”不欢,这样的市场状况不断刺激着上下游厂商去推出更加优秀的快充新品。近期充电头网就拿到了HELPERS LAB一款很新颖的65W氮化镓快充充电器,其采用扁平块状造型设计,和目前热门的柱状氮化镓快充相比,风格截然不同。下面我们就对这款产品进行详细拆解,看看其设如何设计的。

一、HELPERS LAB 65W氮化镓充电器外观

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HELPERS LAB这款充电器机身扁平,边缘棱边分明,机身壳表面哑光处理。

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顶面中心印有HELPERS LAB品牌字样。

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底部外壳上印有充电器参数。

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型号:S065UU2000325

输入:100-240V~50/60HZ 1.6A

PD输出:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A

PPS:3.3-21V3A

QC输出:5V3A、9V2.67A、12V2A

产品已经通过了UL认证和VI级能效认证。

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输入端配备可折叠美规插脚。

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输出端配有USB-C接口,黑色胶芯不露铜。

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使用游标卡尺实测充电器机身长度为70.05mm。

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宽度为46.09mm。

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厚度为19.18mm。

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苹果61W充电器直观对比,体积优势明显。

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拿在手上的直观感受。

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净重约为88g。

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使用ChargerLAB POWER-Z KT002检测USB-C口的输出协议,显示支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP协议,以及QC2.0/3.0、FCP、PE2.0、PD3.0、PPS快充协议。

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此外PDO报文显示C口还具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五组固定电压档位,以及3.3-21V3A一组PPS电压档位。

二、HELPERS LAB 65W氮化镓充电器拆解

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将机身壳拆开,PCBA模块包裹隔离板和黄铜散热片。

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拆下散热片,PCB板中心的变压器打胶处理。

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PCB板正面一览,一侧横置一颗高压滤波电解电容,并且包裹绝缘胶带。电容和变压器之间垂直焊接一块小板,并配有屏蔽罩。

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PCB板背面一览,电容对应区域镂空处理。主板右端设有一颗整流桥,左端设有同步整流控制器、整流管以及协议IC等器件。

通过观察发现,这款65W PD快充氮化镓充电器采用了开关电源宽范围输出,由协议芯片控制输出电压的典型架构。下面我们就从输入端开始一一了解各元器件。

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PCB板侧面一览,左端设有保险丝、共模电感、安规X电容、压敏电阻,中间是变压器。

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延时保险丝规格为2A 250V。

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共模电感双线绕制,用于滤除EMI干扰。

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安规X电容特写。

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10S561K压敏电阻特写,用于输入过电压保护。

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PCB板前端中间区域空旷,可以看到有滤波电感和主控芯片供电电容。

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另一侧设有滤波电感、共模电感和高压滤波电解电容。

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共模电感特写。

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330滤波电感特写。

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470电感特写。

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TBM610整流桥。

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高压滤波电解电容来自AiSHi艾华。

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规格为400V 100μF。

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PWM主控芯片供电电容来自Koshin东佳电子,规格400V 1μF。

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将电容旁边的小板拆下,金属屏蔽罩左上角有eM Logo,EMM9988SS。

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拆掉小板屏蔽罩,小板这一面设有一颗很大的芯片。

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另一面设有驱动器等器件。

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丝印EM2001的IC。

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驱动芯片表面打磨处理,信息不详。

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来自transphorm公司的GaN开关管,型号TP65H300G4LSG,650V耐压,导阻240mΩ,该开关管采用PQFN 8X8封装,具有更低的热阻,已经通过了JEDEC认证。

据了解,这款氮化镓开关管基于Transphorm的第4代GaN平台,采用先进的epi和专利设计技术,通过简化制造工艺降低成本,同时通过降低栅极电荷、输出电容、交叉损耗和反向恢复电荷提高硅的效率。相较于其他公司的170mΩ的GaN,美国Transphorm公司采用300mΩ的GaN依然做到高效率。

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transphorm TP65H300G4LSG 详细资料。

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变压器特写,侧面信息标签上印有TenPao天宝字样。

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输出端一览,左侧设有两颗固态电容,长度较短,以保证充电器机身轻薄度。

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亿光EL 1019光耦,用于初级次级通信,反馈调节输出电压。

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抗干扰蓝色Y电容,焊脚上套有磁环。

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四颗贴片Y电容特写,两串两并。

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MPS芯源半导体次级同步整流控制器MP6908A,最高工作频率600KHz,支持DCM,CCM和QR以及ACF工作模式,支持标准电压和逻辑电压驱动的同步整流管。

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MPS MP6908A详细规格参数。

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AOS万代的次级同步整流MOS管,型号AONS62922,NMOS,耐压120V。

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AOS AON62922详细规格资料。

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旁边是一颗并联的肖特基二极管,用于提升轻载效率。

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输出滤波固态电容规格为25V 330μF。

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另一颗规格为25V 270μF。

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协议IC采用昂宝OB2613,这是昂宝电子开发的一款高精度高集成度的USB PD控制器, 已于18年11月获得USB-IF的PD3.0+PPS认证,同年12月通过高通QC4+的测试认证。其符合USB PD3.0 V1.1规范,支持PPS、QC4/4+、MTK PE+、FCP、Apple2.4A、BC1.2以及三星2A等协议。通过预留的GPIO设置可支持A+C口双口快充设计,极具成本优势。

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其提供宽范围的VDD工作电压区间,使得客户使用传统变压器设计并免于使用LDO稳压线路给PWM芯片供电,同时其独有的环路自适应技术可完全应对USB PD应用的输出宽范围变化的要求。

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输出VBUS开关管采用富鼎AP3P010MT,耐压30V,导阻10mΩ。

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富鼎AP3P010MT资料信息。

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USB-C母座特写,金属壳上贴有防尘胶带。

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全部拆解完毕,来张全家福。

充电头网拆解总结

HELPERS LAB 65W PD快充氮化镓充电器机身小巧扁平,配备可折叠插脚,可轻松放进口袋,携带起来会非常方便。充电器配备单USB-C接口,支持QC、FCP、PE2.0、PD3.0、PPS快充协议,具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A和3.3-21.0V3A电压档位,可以轻松满足手机、平板、笔记本等多种类型设备的快充需求。

充电头网通过拆解了解到,这款充电器主板中间设有一块小板并覆盖屏蔽罩,输入端采用单颗艾华大容量电解电容进行滤波,电容横置且沉板设计,以降低机身厚度。充电器开关电源部分,氮化镓功率芯片采用transphorm的TP65H300G4LSG,另外采用MPS MP6908A搭配万代MOS同步整流宽范围输出,采用昂宝OB2613高性能协议芯片控制输出电压。

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