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            拆解報告:內置氮化鎵芯片,華為66W多口超級快充拆解!

            作者:時間:2021-08-02來源:充電頭網收藏

              近日,官方商城上架了一款66W多口超級充電器,這也是官方推出的第二款充電器,而首款65W充電頭網此前已做了詳細評測和深度拆解。

            本文引用地址:http://www.archiactvr.cn/article/202108/427269.htm

              相較上一代65W 1A1C氮化鎵快充而言,新品采用了完全不同的外觀風格,長條機身并且配備了2A1C三個接口,提升便攜性;性能方面也加入了66W超級快充協議,并支持65W PD快充輸出,不僅適用于旗下所有手機機型,而且也兼顧了筆記本電腦的充電需求。

              目前華為這款最新的66W 2A1C氮化鎵超級快充充電器已經抵達充電頭網編輯部,下面就對這款產品進行拆解,為大家揭秘其中的結構原理和用料。

            一、華為66W多口氮化鎵超級快充外觀

            內置氮化鎵芯片,華為66W多口超級快充拆解!-充電頭網

              純白色的包裝盒,正面印有充電器的外觀圖片,官方名稱:華為超級快充GaN多口充電器(Max 66W),支持PD協議設備充電,小巧便攜;右下角印有華為66W超級快充的標志。

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              包裝盒背面是產品特點和參數信息。三大特點分別為:華為超級快充技術、多重安全保護、兩種輸出接口。

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              充電器為純白色長條機身,表面采用烤漆亮面處理,摸上去非常光滑,標配的是一個固定的國標插腳。

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              機身正面印有66W以及HUAWEI SuperCharge字樣。

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              輸出端配的是兩個USB-A接口和一個USB-C接口。不過與常見的2A1C充電器不同的是,其中兩個橙色的1A1C接口隔得很近,外殼也是共用一個開孔,每次只能使用其中一個接口給設備充電,從物理角度防止兩條線同時插入。另外一個紫色接口則是獨立的。

              據華為官方的介紹信息,這兩個橙色接口不能同時對外供電,否則可能會引發設備損壞。

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              參數方面,充電器型號為P0003,輸入支持200-240V~50/60Hz,額定電流1.8A;輸出方面,UBS-A1(橙色)支持5V3A、10V4A、11V6A,USB-C(橙色)支持5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A,USB-A2(紫色)支持5V4A、10V2.25A。USB-A1和USB-A2同時輸出:40W+22.5W;USB-C和USB-A2同時輸出:40W+22.5W。

              產品由華為終端有限公司制造,已經通過CCC認證。

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              尺寸方面,充電器不帶插腳的長度約為62mm。

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              寬度約為31mm。

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              厚度同樣約為31mm。折算成功率密度,達到了1.11W/cm3,這對于多口快充產品而言,是非常高的一個水準。

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              重量方面約為105g左右。

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              這樣的尺寸和體積,拿在手上顯得非常的小巧便攜。

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              性能方面,使用ChargerLAB POWER-Z KT002檢測橙色USB-A1接口的輸出協議,顯示支持Samsung 5V2A、DCP協議,以及QC2.0、FCP等快充協議。

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              USB-C接口除了支持USB-A1口的快充協議外,還兼容了USB PD3.0 PPS快充協議。

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              PDO報文顯示C口具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五組固定電壓檔位,以及5.5-21V 3.25A的PPS電壓檔位。

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              紫色USB-A2接口支持Samsung 5V2A、DCP協議,以及QC2.0、FCP、SCP快充協議。

            二、華為66W多口氮化鎵超級快充拆解

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              從輸出端的焊縫撬開充電器的外殼,取出內部PCB模塊,輸出接口側通過塑料骨架支撐絕緣。

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              充電器內部PCB模塊整體采用了一塊金屬散熱片包裹,并用馬拉膠帶纏繞固定。

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              輸入端貼有兩塊減震棉,PCB板和插腳彈片接觸導通設計。

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              PCB模塊的長度約為57.9mm。

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              寬度約為27.3mm。

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              寬度約為27mm。

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              繼續將外圍的金屬散熱片拆下,并將內部注膠清除干凈。

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              PCB模塊采用了多塊PCB的組合結構,內部布局非常緊湊,看起來比常規的快充更加復雜。輸入端設有一塊小板,側面是平面變壓器。

              平面變壓器相比傳統繞線變壓器,雖然成本較高,但還是成為了高性能、高密度氮化鎵快充的首選。華為內置的這個平面變壓器就發揮了小體積的優勢,并且還承載了同步整流的功能,讓內部空間得到充分利用。

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              輸出端三個接口均設在獨立的小PCB板上,紫色USB-A2接口后面還有一塊小PCB板設置了一顆合金電感。

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              此外,側面的整流橋和Y電容也采用了一塊獨立的小PCB板。居中的是一顆電解電容,周身使用馬拉膠帶包裹絕緣,頂部也套上了塑料絕緣蓋子。

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              主PCB板上是一顆氮化鎵芯片和一顆光耦。

              通過充電頭網的觀察分析發現,這套方案基于高性能有源鉗位ACF開關電源架構開發,輸出端的三個接口中,橙色1A1C接口直接由協議芯片控制輸出,紫色的USB-A2接口則是需要通過一個DC-DC電路二次升降壓后,再由協議芯片控制輸出。

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              拆下輸入端的小板,上面設有三顆共模電感,并打膠固定,用于濾波EMI干擾。

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              輸入端設有一顆3.15A的貼片保險絲。

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              此外還有一顆來自STE松田電子的安規X電容。

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              側面PCB板上的是整流橋和Y電容。

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              背面也是兩顆Y電容。

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              兩顆整流橋來自揚杰科技,用于將高壓交流電變成高壓直流電,兩顆并聯可以降低分攤發熱,降低局部溫升。

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              高壓濾波電解電容采用CapXon豐賓品牌,規格400V 100μF。

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              主PCB板背面就是氮化鎵芯片,來自意法半導體的MASTERGAN1。這是一顆半橋氮化鎵芯片,內置兩顆GaN功率器件以及驅動器,采用9*9*1mm的QFN封裝,集成度非常高。650V耐壓,150mΩ導阻,工作電流10A。

              得益于氮化鎵芯片內部集成半橋驅動器和GaN開關管,可以大幅減少外圍的元件數量,同時方便PCB布局,實現靈活簡潔快速的設計。這顆半橋氮化鎵芯片適用于開發ACF和LLC架構的高性能電源產品。

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              氮化鎵芯片旁邊是一顆光耦,東芝TLP383,用于輸出電壓調節及反饋。

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              平面變壓器外面包裹銅箔屏蔽層。這部分電路由意法半導體的氮化鎵芯片驅動實現降壓,同時次級側還設置了同步整流電路。

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              旁邊兩顆同步整流MOS管,為英飛凌品牌,BSC093N15NS,耐壓150V,導阻9.3mΩ,SuperSO8封裝。

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              平面變壓器背面次級側這邊設有兩顆貼片的疊層電容,用于同步整流輸出濾波。

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              兩顆疊層電容并聯,規格一致,均為25V 33μF。

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              主PCB板上則設有一顆豐賓的固態電容濾波,規格為25V 560μF。

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              拆下橙色USB-A1接口。

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              背面設有一顆協議芯片和一顆MOS管。

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              USB-A口輸出VBUS開關管特寫。

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              接口兩側的彈片采用加寬設計,以便大電流通過。

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              繼續拆解橙色的USB-C接口,這個USB-C接口與常見的有些區別,外面有一層金屬殼點焊固定。

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              USB-C接口所在的小PCB板背面是一顆協議芯片和一顆六腳芯片。

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              接口協議芯片同樣采用的是南芯SC2002。

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              六腳芯片特寫。

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              C口旁邊是一顆輸出VBUS開關管。

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              接口內部舌片為16Pin設計。

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              繼續拆下紫色的USB-A2接口所在的PCB板,接口貼有膠帶防塵,旁邊的固態電容已經被拆掉。

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              接口背面是協議芯片和輸出VBUS開關管。

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              固態電容來自豐賓,規格為16V 220μF,用于輸出濾波。

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              輸出VBUS開關管,來自安世半導體。

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              紫色的接口兩側彈片均采用了加寬設計。

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              拆下所有的接口后,主PCB板的次級側還有一顆疊層電容和同步升降壓電路。

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              這顆疊層電容規格為25V 33μF。

              升降壓電路的控制芯片采用的是南芯SC8701。這是一個同步4開關降壓升壓控制器,它可以有效地輸出電壓,無論是高、低或等于輸入電壓。同時也支持非常寬的輸入和輸出電壓范圍,它可以支持2.7V到36V的輸入范圍和2V到36V的輸出范圍。驅動器電壓設置為10V,以充分利用外部mosfet實現最高效率。通過使用升降壓電路支持USB-A口快充。

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              旁邊是四顆同步升降壓MOS管,對角的兩顆芯片品牌型號一致。

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              小板上有一顆合金電感。

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              4.7μH合金電感特寫,用于配合實現升降壓功能。

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              華為66W多口氮化鎵超級快充的拆解介紹完畢,最后來一張全家福。

            充電頭網拆解總結

              華為66W多口氮化鎵超級快充充電器也是華為入局GaN快充市場以來,推出的第二款消費類電源產品配件。充電器主打小巧便攜,通過氮化鎵技術,以及緊湊的內部設計,實現了極致的體積,整體功率密度達到1.11W/cm3。

              性能方面則是主打華為自家的超級快充以及USB PD快充,同時兼顧了QC2.0等快充,配備三個接口,并支持1A1C或者2A同時快充輸出,采用40W+22.5W的功率分配策略。

              用料方面,充電器基于高性能有源鉗位ACF開關電源架構,成為首款搭載國產ACF控制芯片并量產的氮化鎵快充,這也標志著國產ACF控制芯片技術走向成熟。

              功率器件選用意法半導體的高集成雙氮化鎵合封芯片,一顆頂兩顆,節省PCB板空間占用;同時平面變壓器、疊層電容的使用,也為實現小體積方案作出了貢獻。

              協議識別和DC-DC電路采用南芯全套控制器方案,三個接口均由南芯SC2002芯片控制,升降壓控制器則為南芯SC8701。內置的電解電容和固態電容均為豐賓品牌,還使用高性能的疊片電容濾波,整體的用料非常講究。



            關鍵詞: 氮化鎵 快充 華為

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