彻底解决苹果用户用电焦虑,倍思新款160W多口氮化镓充电器拆解

前言

倍思在推出140W的2C1A接口氮化镓充电器后,又推出了一款160W的2C1A氮化镓充电器,虽然说输出功率提升了20W,但可以支持100+60W功率分配,可以同时为两台笔记本电脑充电,或者140+20W的功率分配,满足苹果MacBook Pro笔记本和手机同时充电的需求。

这款新推出的160W氮化镓充电器采用全新的数字电源架构设计,利用软件模拟传统控制器,电路精简,体积缩小的同时还能提升效率,进一步提升充电器的竞争力和消费者的使用体验。下面充电头网就带来这款160W氮化镓充电器的拆解,一起看看内部的设计和用料。

倍思160W氮化镓充电器开箱

包装盒正面印有Baseus品牌、充电器外观、名称以及160W、GaN两个直观彰显产品特性标识。

背面印有产品应用场景、参数以及品牌商信息。

充电器参数特写,此外包装内还附带优胜系列CC快充数据线,1米/5A的标准规格,采用TPE材质。

包装内含充电器、数据线、保修卡、说明书等。

这款优胜系列快充数据线为白色,线头外壳亮面处理,分别印有Baseus品牌和240W快充标识。

实测数据线实际长度达106cm,比包装盒上的标称还要长一点。

另外使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得数据线电力传输能力为50V5A,确实支持48V5A 240W快充,数据传输能力为USB 2.0。

倍思160W氮化镓充电器采用家族百瓦快充经典长方体造型设计,外观、接口配置和充电头网前不久拆解的倍思140W氮化镓充电器的一样,初步看可以算是功率“加强版”。

机身外壳以磨砂为主,同时上下边缘亮面点缀,避免单调。机身正面印有160W GaN字样,表明这是一款160W氮化镓充电器,非常直观。

机身端角处设计有指示灯。

输入端外壳印有充电器详细规格参数和认证信息。

充电器参数特写

型号:CCGAN160CC

输入:110-240V~50/60Hz 3.5A Max

Type-C1输出:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A

Type-C2输出:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A

USB输出:5V3A、9V3A、12V3A、20V3A

Type-C1+Type-C2:100W+60W

Type-C1/C2+USB:100W+60W

Type-C1+Type-C2+USB:100W+30W+30W

100W:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A

Type-C 60W:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3A

Type-C 30W:5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A

USB 30W:5V3A、9V3A、12V2.5A、20V1.5A

深圳市倍思科技有限公司

充电器通过了CCC认证。

充电器配备可折叠国标插脚,搭配多接口,便携实用性非常好。

输出端配备2C1A三个USB接口,均为橘红色胶芯,接口旁还印有相应标识,方便区别使用。

接口上方是Baseus品牌。

测得充电器机身长度为84.75mm。

宽度为57.62mm。

厚度为32.29mm。

和苹果140W氮化镓充电器对比,体积优势明显。

产品拿在手上的大小直观感受。

接通电源,指示灯亮淡淡绿光,既方便夜间定位同时不影响到用户休息。

使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得USB-C1口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0/5、PD3.1、PPS、Apple 2.4A充电协议。

PDO报文显示USB-C1口还具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A六组固定电压档位,以及3.3-21V5A一组PPS电压档位。

测得USB-C2口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0/4+、SFCP、PD3.0、PPS快充协议。

并且具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五组固定电压档位,以及3.3-21V5A一组PPS电压档位。

最后测得USB-A口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、SFCP快充协议。

倍思160W氮化镓充电器拆解

看完了这款充电器的开箱和测试,下面就进行拆解,一起来看看这款充电器内部的设计。

首先沿插脚面接缝处拆开外壳,内部PCBA模块采用黄铜散热片包裹散热,输入导线焊接连接。

取出PCBA模块,PCBA模块包裹黄铜散热片,并使用黑色麦拉片绝缘。

散热片之间采用卡扣固定连接。

使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为80.2mm。

PCBA模块宽度约为52.48mm。

PCBA模块厚度约为26.78mm。

散热片焊接到PCBA模块上固定。

拆下PCBA模块外层的散热片,PCBA模块粘贴导热垫并涂胶增强散热。

元器件之间的空隙通过灰色导热胶填充,增强散热性能。

PCBA模块镂空开槽,插入麦拉片用于初次级之间绝缘。

清理掉PCBA模块正面的灰色导热胶,开始观察元器件信息。其中左侧为交流输入端,焊接保险丝和EMI滤波电路,右侧依次是谐振电感和LLC变压器,变压器右侧是次级输出滤波电容。下方为输出的降压电路,焊接USB母座,滤波电容和降压电感。

PCBA模块背面焊接一颗数字控制芯片,用于初级开关管控制。右下角焊接整流桥,右上方焊接四颗开关管用于全桥LLC电源,并且焊接两颗驱动器用于开关管驱动。在左侧上方为同步整流电路,左下角为二次降压电路。初次级之间焊接贴片Y电容,隔离通信芯片和反馈光耦。

通过对PCBA模块的观察发现,倍思这款160W氮化镓充电器采用数字电源芯片控制,为全桥LLC设计,同步整流,固定电压输出。140W USB-C接口通过升降压电路调节输出电压,100W USB-C接口和USB-A接口通过两路独立的降压电路输出,实现三个接口的独立快充。下面我们就从输入端开始了解整个充电器的设计和用料。

交流输入通过导线焊接连接,导线焊点涂胶加固。

拆下输入端垂直焊接的小板,小板上焊接保险丝,压敏电阻,共模电感,安规X2电容,共模电感和差模电感。

小板背面焊接X电容放电电阻。

输入端延时保险丝来自贝特电子,出料号932,规格为3.15A 250V。

压敏电阻来自东莞成希电子,规格为10D431K,用于浪涌过电压保护。

第一级共模电感采用漆包线和绝缘线绕制。

安规X2电容来自东莞成希,规格为0.47μF。

第二级共模电感采用扁铜线绕制,底部焊接绝缘支架。

差模电感采用磁环绕制,外套热缩管绝缘。

输入端两颗WRLSB80M整流桥来自深圳市沃尔德实业有限公司,这颗软桥通过较软的恢复曲线,比较平滑的关断特性,可以降低二极管结电容达到非常少的谐波振荡产生的效果。选用的LSB封装,拥有良好的散热特性,帮助中大瓦数适配器提升可靠性,单颗可做60W+。

沃尔德 WRLSB80M 资料信息。

充电头网拆解了解到,沃尔德的软桥还被摩米士100W 2A2C氮化镓快充、努比亚1A1C 45W氘锋氮化镓快速充电器、公牛65W PD快充插座、麦多多2C1A 65W氮化镓充电器、鸿达顺65W 氮化镓充电器、OPPO 50W饼干氮化镓快充、ROCK 65W氮化镓充电器等多款快充产品采用,产品性能获得客户一致认可。

在整流桥下方焊接一颗贴片LED用于电源指示。

充电器内部还焊接一块小板,用于整流后的滤波。小板上焊接滤波电感和薄膜电容,还焊接一颗压敏电阻用于过压保护。

小板背面没有焊接元件。

压敏电阻来自东莞成希,型号10D431K。

薄膜电容规格为1μF 450V。

另一颗薄膜电容焊接在PCB上,规格为0.47μF 450V。

数字电源芯片来自倍思,搭配外置的驱动器,用于全桥LLC控制。

数字电源芯片外置安森美驱动器,型号NCP51530B,用于半桥MOS管驱动。

两颗NCP51530B组成全桥MOS管驱动。

四颗MOS管来自华瑞微,型号HRD65T180GE,超结NMOS,耐压700V,导阻180mΩ,采用DFN8*8封装。四颗组成全桥LLC开关电源。

用于检测初级电流的30mΩ取样电阻。

在PCB正面焊接一颗纳微的氮化镓功率芯片,型号NV6113,内置独立的驱动器以及复杂的逻辑控制电路,支持5-15V的宽范围逻辑信号输入。内置300mΩ导阻、耐压650V的氮化镓开关管,支持2MHz开关频率。采用5*6mm QFN封装,节省面积。纳微通过将驱动器和氮化镓开关管以及逻辑电路集成在一个封装中,实现了高集成度,高可靠性的氮化镓功率芯片设计。

纳微半导体 NV6113 详细资料。

充电头网通过拆解了解到,纳微GaNFast功率芯片此前已被OPPO 50W饼干氮化镓快充、RAVPOWER 65W 1A1C氮化镓快充充电器、小米65W USB PD 氮化镓充电器、SlimQ 65W氮化镓USB PD快充充电器1A1C、Anker PowerCore Fusion PD超极充、RAVPower 45W GaN PD充电器、倍思65W氮化镓充电器、ROxANNE 66W氮化镓USB PD双口快充充电器等产品采用,获得市场高度认可。

用于为初级电路供电的滤波电容,来自昱光电子,规格为120μF 25V。

谐振电感,谐振电容都焊接在小板上,LLC变压器通过焊接连接到小板上。

MLCC谐振电容特写。

谐振电感缠绕高温胶带绝缘。

小板背面没有焊接器件。

LLC变压器也采用胶带严密缠绕绝缘,初级采用利兹线绕制。

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。料号为TMY1152M。

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。

充电头网了解到,特锐祥贴片Y电容除了被倍思高通QC5认证100W氮化镓快充、麦多多100W氮化镓、OPPO 65W超级闪充氮化镓充电器、联想90W氮化镓快充、努比亚65W氮化镓充电器、倍思120W氮化镓+碳化硅PD快充充电器等数十款大功率充电器使用外,也可应用于海陆通、第一卫、贝尔金等品牌20W迷你快充上,性能获得客户一致认可。

另一颗蓝色Y电容来自东莞成希。

一颗数字隔离芯片来自荣湃,型号π122M61,具备5000Vrms隔离能力和双向信号传输能力。

友顺UPC1007光耦用于输出电压反馈。

同步整流控制器是安森美NCP4306,支持最高1MHz开关频率。NCP4306支持DCM/CCM/QR反激,还支持LLC半桥同步整流,使用两颗用于LLC同步整流。

同步整流管来自力宏微,型号LH042N100,是一颗耐压100V的NMOS,导阻为4.2mΩ,采用DFN5*6封装。

另一颗同步整流管型号相同。

侧面焊接降压电感,滤波电感和输出滤波电容。

输出滤波电容来自昱光电子,规格为4700μF 35V。

输出焊接一颗磁环电感滤波。

侧面焊接输出小板,滤波电容和降压电感。

焊接取下输出小板,小板正面焊接两个USB-C母座,USB-A母座和一颗滤波固态电容。

小板背面焊接一颗升降压控制器,协议芯片,升降压MOS管和磁环电感。

英集芯IP2736协议芯片内部集成电压基准,集成可编程的电压/电流环路控制,芯片内部集成低端电流检测,输出支持线损补偿。支持电源适配器应用的光耦反馈,支持通过I2C和FB控制的DC-DC改变输出电压,支持车充、储能电源、充电器、移动电源、电动工具等应用。

得益于多种反馈形式的支持,IP2736可与QR、ACF、LLC等电路架构的开关电源搭配用于PD快充,也可以与升降压电路搭配用于大功率快充车充和移动电源等应用。

英集芯 IP2736 详细资料。

搭配使用的同步升降压控制器来自南芯科技,型号SC8701,这是一款同步4开关降压升压控制器,它可以有效地输出电压,无论是高、低或等于输入电压。同时也支持非常宽的输入和输出电压范围,它可以支持2.7V到36V的输入范围和2V到36V的输出范围。驱动器电压设置为10V,以充分利用外部MOSFET实现最高效率。

南芯科技SC8701资料信息。

充电头网拆解了解到,南芯升降压芯片可广泛应用在充电器、无线充、移动电源、车充等产品上,并被小米80W帆船风冷无线充、华为50W超级快充无线车充、安克PowerHouse II 400户外电源、羽博300W便携式储能电源、紫米20号200W PD快充移动电源、征拓100W双向快充移动电源SuperTank Pro、三星10000mAh 25W PD快充移动电源、小米20000mAh移动电源 50W超级闪充版等数十款产品采用。

在滤波电容下方焊接两颗升降压MOS管。

在磁环电感下方也焊接两颗升降压MOS管。

其中两颗MOS管来自泰德,型号TDM3576。

另外两颗丝印DM504N065L。

磁环升降压电感特写。

输出滤波电容规格为470μF 35V。

输出VBUS开关管来自锐骏半导体,型号RUH4040M2,是一颗耐压40V的NMOS,导阻5.5mΩ,采用PDFN3333封装。

USB-C1接口采用过孔焊接固定,橙色胶芯不露铜。

100W USB-C口和USB-A口降压电路的主控芯片采用智融SW3516H,用于进行降压控制和协议识别。智融SW3516H是一款高集成度的多快充协议双口充电芯片,支持A+C口任意口快充输出,支持双口独立限流。

SW3516H集成了5A 高效率同步降压变换器。支持PPS/PD/QC/AFC/FCP/SCP/PE/SFCP等多种快充协议,最大输出PD 100W,CC/CV模式,以及双口管理逻辑。外围只需少量的器件,即可组成完整的高性能多快充协议双口充电解决方案。

充电头网通过拆解发现,SW3516H还被华硕65W 2C1A氮化镓充电器、努比亚65W氘锋三口氮化镓快速充电器、雷柏65W GaN快充、绿联65W 4C口氮化镓快充充电器、联想90W闪充双口氮化镓充电器、鸿达顺120W四口2C2A快充等多款产品采用,此外智融的快充芯片还可用于USB PD快充移动电源、快充车充等领域。

另一颗SW3516H 主控芯片特写。

两路降压开关管均来自锐骏半导体,型号RUH4040M2。

降压电感采用磁环绕制,外套热缩管绝缘。

一颗滤波电容来自丰宾,PT系列固态电容,规格为470μF 25V,外套热缩管绝缘。

另一颗滤波电容来自永铭,为NPX系列固态电容,规格为220μF 25V。

USB-C2接口采用过孔焊接固定,橙色胶芯不露铜。

USB-A母座采用橙色胶芯,正负极加宽,支持大电流快充。

用于开关电源输出的合金滤波电感,为0.1μH。

用于输出功率自动控制的MCU来自芯海,型号CSU32P10,是一颗内置12位ADC的8位MCU,内部集成振荡器,支持2.4~5.5V工作电压,采用MSOP10封装。

芯海科技 CSU32P10 资料信息。

充电头网拆解了解到,芯海 CSU32P10 此前还被倍思67W 2C1A+HDMI多功能氮化镓桌面充、摩米士40W双USB-C快充充电器、闪极100W 3C1A氮化镓充电器等产品采用。

思瑞浦 TP1942S 双电压比较器,用于保护检测功能。

全部拆解一览,来张全家福。

充电头网拆解总结

倍思推出的这款160W氮化镓充电器具备2C1A接口,USB-C1接口支持28V输出,满足苹果MacBook Pro 16笔记本电脑的快充。此外USB-C2接口支持100W快充,USB-A口支持60W快充,多口共同使用时支持功率自动分配。能够满足手机,笔记本电脑和其他设备供电需求。提升的输出功率,使得多口同时使用更加从容。

充电头网通过拆解了解到,这款充电器内部采用倍思数字智能电源芯片,搭配两颗安森美NCP51530驱动器进行全桥LLC驱动,LLC开关管采用华瑞微HRD65T180GE,固定电压输出,此外还使用一颗纳微半导体NV6113氮化镓功率芯片。输出采用一路升降压电路和两路同步降压电路,用于三个接口的快充输出。

140W的USB-C1接口输出采用英集芯IP2736协议芯片搭配南芯SC8701同步升降压控制器,100W的USB-C2和USB-A口两路降压采用智融SW3516H降压芯片。充电器内部PCBA模块包裹黄铜散热片进行散热,并使用大面积导热垫和导热胶填充,加强散热,降低大功率快充的温升。

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页面更新:2024-05-01

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