內置必易微高頻氮化鎵電源方案,積速65W氮化鎵充電器拆解

前言

最近充電頭網拿到了ACEFAST積速一款65W氮化鎵充電器,產品採用雙層外殼設計,內層鏤空外層透明,不僅外觀精美,透過外殼可見內部更是採用了必易微KP2202電源主控晶元等器件,十分硬核。

實際上年初充電頭網就拆解過該品牌一款相同風格設計的30W快充移動電源,可見該品牌的配件路線還是很明確的。下面充電頭網就對這款65W氮化鎵充電器進行拆解,一起來詳細了解下。

積速65W氮化鎵充電器開箱

積速65W氮化鎵充電器有苜蓿紫/山嵐綠/櫻花粉/煙雨青四種款色,不僅充電器設計精緻美觀,包裝盒同樣絢麗豐富。

正面印有ACEFAST品牌、充電器外觀、名稱、型號以及GaN3標誌,下方印有智能分流技術、AI智能控溫技術2.0兩大特點。

側面印有產品輸入輸出參數。

另一側印有介面兼容協議以及產品9大保護功能標誌,適配手機、平板、筆電等設備。

背面印有產品介面功率配置圖、賣點、參數以及商家信息。

包裝內含充電器、使用說明書和積速品牌旗下產品介紹手冊。

充電器採用雙重外殼設計,內層粉色外殼兩側以及輸出端鏤空,外套透明亮面殼,整體晶瑩剔透的,給人十分精緻的感覺。

機身正面內層外殼設計有GaN和閃電logo,可以直觀表明這是一款氮化鎵充電器。

透明設計用戶可以看見充電器內部晶元、電容等器件,十分硬核。機身一側透明區域可以看到PCB板上絲印ACEFAST品牌,採用了必易微KP2202主控晶元。

機身輸入端印有產品的基本參數。

產品參數特寫

型號:A46

輸入:100-240V~50/60Hz 1.5A

單口輸出:

USB-C1/C2:3.3-21V3A、5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A

USB-A:5V3A、9V2A、12V1.5A、10V2A

雙口輸出:

USB-C1+USB-C2:45W+20W

USB-C1+USB-A:45W+18W

三口輸出:

USB-C1+(USB-C2+USB-A):45W+18W

總輸出:65W Max

製造商:東莞市奧強電子有限公司

監製:深圳市後樹下科技有限公司

產品通過了CCC、PSE、CE、FCC、RoHS等認證,客戶可根據需求進行選擇。

充電器配備可摺疊國標插腳,收納攜帶方便。

輸出端配備2C1A三個USB介面,透過透明外殼可見輸出端小板上的電容電感器件,外殼上標註C1和C2介面。

測得充電器長度約為59.96mm。

寬度約為55.24mm。

厚度約為34.13mm。

與和蘋果61W充電器大小直觀對比,這款充電器要小很多。

放在手掌對照,充電器大小約與成年男子掌心差不多,較為小巧。

測得重量約為143g。

讀取USB-C1介面的快充協議,實測支持FCP、SCP、AFC、QC3.0/5、PE2.0、PD3.0、PPS、Apple2.4A等快充協議。

讀取USB-C1介面的PDO報文,支持5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五個固定輸出檔位,額外還支持3.3-21V3A一組PPS快充。

讀取USB-C2介面的快充協議,實測支持PE2.0、PD3.0、PPS、QC5、DCP、Apple2.4A等充電協議。

讀取USB-C2介面的PDO報文,支持5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五個固定輸出檔位,額外還支持3.3-21V3A一組PPS快充。

實測USB-A支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、SFCP、PE2.0、DCP等充電協議。

積速65W氮化鎵充電器拆解

將輸入端外殼拆開,摺疊插腳通過黑色塑料板以及螺絲固定。

測得PCBA模塊長度為53.24mm。

寬度為46.33mm。

厚度為24.63mm。

PCBA模塊兩側以及輸出端均設有小板,電容區域頂部、變壓器前端以及側面覆蓋一體式散熱片,輸出小板與變壓器間的空隙打膠處理。

主板背面覆蓋麥拉片以及散熱片,散熱片包裹絕緣膠帶。

拆掉PCBA模塊表面覆蓋的散熱片,清理乾淨導熱膠,主板上設有四顆高壓濾波電解電容、差模電感、變壓器、兩顆輸出濾波固態電容以及降壓電感。

由於正面設置了三塊小板,可以看到主板背面相當簡潔,只有同步整流控制器和同步整流管。

通過觀察發現,積速65W氮化鎵充電器採用高頻QR反激開關電源架構,同步整流固定電壓輸出。輸出使用兩路二次降壓獨立輸出,實現三口快充輸出以及多口功率自動分配。下面我們從輸入端開始了解各器件的信息。

PCBA模塊前端一覽,主板上還有延時保險絲以及安規X2電容。

側邊小板背面設有兩顆整流橋。

將小板拆下,正面設有NTC熱敏電阻、共模電感以及貼片Y電容。

延時保險絲來自華德,規格為3.15A 250V。

安規X電容來自東莞成希,容量0.1μF。

NTC熱敏電阻特寫,用於抑制上電浪涌電流。

共模電感雙線繞制,用於濾除EMI干擾。

整流橋來自平偉,型號TBM810,是一顆8A的整流橋,耐壓1000V。這裡採用兩顆以均攤發熱。

工字電感外套絕緣管。

四顆高壓濾波電解電容為同一品牌,三顆規格為400V 33μF。

一顆規格為400V 22μF。

另一側小板上設有開關電源主控晶元、氮化鎵開關管、光耦以及貼片Y電容。

將小板拆下,背面沒有元器件。

充電器初級控制器採用必易微KP2202,是一顆高頻准諧振反激PWM控制器,晶元內置高壓啟動和X電容放電功能,具備快速啟動能力和低待機功耗優勢。晶元支持500kHz開關頻率,谷底開通降低損耗,晶元支持綠色節能模式,待機功耗低於30mW。

必易微KP2202最高工作頻率分500kHz、300kHz、140kHz三檔可調;通過峰值電流抖動實現抖頻功能;VDD供電範圍10-112V;晶元集成完善全面的保護功能,內置驅動器可驅動CoolMos和GaN開關管。

充電頭網拆解了解到,必易微KP2202系列控制器還被聯想ThinkBook 65W餅乾氮化鎵充電器、酷科65W雙USB-C超薄氮化鎵充電器、​特極客65W PD超薄氮化鎵充電器、海備思SWITCH帶HDMI口65W 1A1C氮化鎵充電器、馬拉松65W 2C1A氮化鎵充電器等產品採用。

初級開關管採用納微新一代增加GaNSense技術的智能GaNFast氮化鎵功率晶元NV6136A,替代了緩慢、低效的傳統硅材料,減少 25% 的損耗,從而實現更小、更輕、更快的充電性能。為了獲得更高的系統穩定性,GaNSense從檢測到保護僅需 30納秒——比分立式氮化鎵方案快了6倍。

納微NV6136A是一顆高集成的氮化鎵功率晶元,內置驅動器以及高精度無損耗電流採樣電路,消除取樣電阻的損耗。NV6136A內置170mΩ導通電阻,耐壓700V的氮化鎵開關管,支持2MHz開關頻率,採用6*8mm QFN封裝,節省面積。

充電頭網通過拆解了解到,納微GaNFast功率晶元此前已被摩托羅拉68W氮化鎵充電器、戴爾60W氮化鎵快充、OPPO 50W餅乾氮化鎵快充、小米65W 1A1C氮化鎵快充充電器、努比亞65W氘鋒三口氮化鎵快充、聯想YOGA 130W雙USB-C口快充、安克65W氮化鎵充電器(英雄聯盟版)等知名品牌的數十款產品採用。

變壓器特寫,採用膠帶嚴密纏繞絕緣。

EL1018光耦特寫,用於輸出電壓反饋。

貼片Y電容來自四川特銳祥科技股份有限公司,具有體積小、重量輕等特色,非常適合應用於氮化鎵快充這類高密度電源產品中。料號為TMY1471K。

特銳祥專註於被動元器件的研發、生產及銷售,註冊資本1億元。旗下有自主電容品牌兩類:SMD TRX及DIP TY電容器,TRX將致力於陶瓷材料的研究,以拓展更多品類的應用,為客戶提供更多的解決方案。

充電頭網了解到,特銳祥貼片Y電容除了被倍思高通QC5認證100W氮化鎵快充、麥多多100W氮化鎵、OPPO 65W超級閃充氮化鎵充電器、聯想90W氮化鎵快充、努比亞65W氮化鎵充電器、倍思120W氮化鎵+碳化硅PD快充充電器等數十款大功率充電器使用外,也可應用于海陸通、第一衛、貝爾金等品牌20W迷你快充上,性能獲得客戶一致認可。

另一顆特銳祥貼片Y電容料號相同。

同步整流控制器來自必易微,型號KP4060,支持DCM、CCM、QR工作模式和有源鉗位Flyback拓撲,支持600kHz工作頻率,集成高壓檢測電路和高壓供電電路,集成智能雙路LDO,無需輔助繞組供電,支持輸出短路SR工作。採用了節省空間的SOT23-6封裝。

KP4060支持寬範圍輸出電壓應用,特別適用於支持QC、PD等協議的快充領域。並且支持高側或低側配置。<30ns 開通和關斷延時,Gate驅動有源鉗位技術,防止寄生耦合導致的誤開通,具有專利的智能電流過零關斷和智能開通檢測技術防止誤開通,確保安全使用。

充電頭網拆解了解到,必易微KP4060此前還被海備思SWITCH帶HDMI口65W 1A1C氮化鎵充電器、redow熱豆45W 2A2C充電塔、馬拉松65W 2C1A氮化鎵充電器、傲基65W 2C1A超級硅充電器等產品採用,產品性能質量獲得市場認可。

同步整流管採用上海維安WMB080N10LG02,100V NMOS管,PDFN5060-8L封裝。

兩顆輸出濾波固態電容特寫,規格為25V 470μF。

濾波電感特寫。

輸出端一覽,輸出小板正面設有兩路輸出的協議晶元、降壓電感、濾波固態電容,三個USB母座也是焊接在小板上。

將小板拆下,背面設有兩路二次降壓電路同步降壓控制器以及三個介面的輸出VBUS開關管。通過觀察發現兩路二次降壓電路方案完全一樣,一路用於USB-C1口,一路用於USB-C2和USB-A口。

兩路二次降壓電路同步降壓控制器均採用芯潭微NDP13802QB,集成同步降壓開關管,集成度很高。

降壓電感特寫。

小板上四顆濾波固態電容一種規格,特寫兩顆規格為25V 150μF。

另外兩顆規格為25V 150μF。

USB-C1口協議晶元採用英集芯IP2726,這是一顆集成多種協議、用於USB輸出埠的快充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。

充電頭網了解到,英集芯IP2726已經通過了高通QC4+認證,拿到了中國大陸地區第一張QC4+認證證書。

充電頭網了解到,英集芯IP2726此前已被AUKEY 65W 1A1C氮化鎵快充充電器、RAVPOWER 90W雙USB-C口PD快充充電器、斯泰克100W雙USB-C口氮化鎵充電器、麥多多30W 1A1C USB PD快充充電器、坤興18W USB PD3.0 PPS快充充電器等產品採用。此外,英集芯的其它系列快充晶元也獲得小米、華為、三星等客戶的高度認可。

USB-C2口和USB-A口協議晶元也是採用英集芯IP2726。

三個介面輸出VBUS開關管型號相同,MOS管絲印B3006。

兩個USB-C口母座特寫,橙色膠芯,過孔焊接固定。

USB-A口母座特寫,採用紫色膠芯很顯眼。

全部拆解完畢,來張全家福。

充電頭網拆解總結

積速65W氮化鎵充電器延續透明硬核風格設計,可觀察內部晶元等器件,給人不一樣的視覺體驗。配備主流2C1A三個USB介面,兼容QC、PD、PPS、SCP等豐富快充協議,最大功率65W。雙口同時使用可滿足筆電和手機同時快充,也能同時給三設備充電,充電不等待。

充電頭網通過拆解了解到,充電器採用必易微KP2202+KP4060高頻QR氮化鎵電源方案,加之搭配納微NV6136A氮化鎵功率晶元,整體集成了很多功能,外圍電路非常簡潔,有利於工程師進行設計以及降低產品系統成本。基於必易微氮化鎵電源方案還可以設計時下熱門超薄快充,並在聯想、特極客等品牌快充上量產,獲得市場良好反饋。

充電器輸出端採用兩路相同二次降壓方案,採用芯潭微NDP13802QB高集成降壓控制器,兩顆英集芯協議IC IP2726控制三個USB介面輸出。PCBA模塊採用多塊小板設計,器件打膠加固,整體做工可靠。