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拆解15美元的卧式无线充电板,USB端口过热是通病?

2021-09-02 15:30:24 Brian Dipert 阅读:
2017 年底,我以 14.99 美元的价格购买了一个当时在售的无线充电板,然而,它小巧的尺寸却成了我妻子最终拒绝它的原因之一:手机很容易以不精确的方向放在充电板上,导致无法充电,或者把手机从充电板上推下来。所以这个卧式充电板被降级到拆解候候选者之列。

早在 2017 年底,我以 14.99 美元的价格购买了一个当时在售的无线充电板(亚马逊现在告诉我已不再可用,但这个看似相仿的产品仍在出售), 用在我妻子的谷歌Pixel XL智能手机上,那是我当年圣诞节送给她的礼物。eeyednc

然而,事实证明,她最终更喜欢更直立的充电板,所以这个卧式充电板被降级到拆解候候选者之列。eeyednc

我将首先分享一些外部包装照片:eeyednc

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打开纸盒包装,除了用保护性塑料和一些薄衬垫包裹的充电器本身之外,里面没有任何文件或其他东西:eeyednc

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充电板非常小巧;直径为 69 毫米(2.7 英寸),厚度仅为 3.49 毫米(0.14 英寸)。eeyednc

具有讽刺意味的是,它小巧的尺寸是我妻子最终拒绝它的原因之一:手机很容易以不精确的方向放在充电板上,导致无法充电,或者把手机从充电板上推下来。 eeyednc

接下来是充电板的一些特写:eeyednc

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在第二张照片中,充电器接受 5V (@1A) 和 9V (@1.67A) 输入,并提供 5W(@50% 效率)和 9W(@60% 效率)输出。任何阅读过我最近的 USB 教程的人都知道,标准 USB 规范仅支持 5V 输出,在不同的峰值电流输出下,取决于电源是专用电池充电器还是更通用的USB端口。 然而,Qualcomm 的各种快速充电专利可提供更大的输出电压和电流范围;因此,无论是本文档还是类似的无线充电器文档都指出,所谓的“快速”充电需要使用符合 Quick Charge 2.0 或更高版本的电源。eeyednc

现在如何将充电板的两边分开?eeyednc

首先,我尝试剥下灰色缓冲带,看看下面是否有任何可见的螺丝。不幸的是,我在继续之前的怀疑是正确的:eeyednc

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幸运的是,电源线进入充电板的开口“刚好”足以让我在里面塞一把小平头螺丝刀并将两侧稍微拧开。随后在边缘周围使用第二个平头螺丝刀,迂回的应用使它完全分开(边缘周围和整个内部都有很多顽固的粘合剂):eeyednc

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这是无线功率发射器线圈。但其余的电路在哪里?eeyednc

那时,我想起了我之前的评论“充电板本身非常小巧”。我还记得亚马逊网站产品页面上的宣传语:“PCBA 线圈分离技术,通过 3.3 英尺的电缆将印刷电路板组件 (PCBA) 连接到 USB 以实现稳定充电……而不使充电板过热”。eeyednc

而且,在查看上述“似乎仍在出售的相仿”的产品页面时,我甚至发现了USB连接器内部的“印刷电路板组装”的概念图,带有怪异的蓝色光芒(特别是仔细阅读图片的左下角):eeyednc

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有趣的是(至少对我而言),一旦我意识到我处理的不仅仅是电缆另一端的基本 USB 连接器,我还在亚马逊产品页面上偶然发现了这条评论:eeyednc

当插入电源并充电时,插头会变得非常热。似乎他们将所有充电电子设备塞进了插头中,并依靠使用充电器的 USB 端口作为散热器。这不是一个很好的设计选择,因为所有额外的热量都被排放到充电器或任何连接它的地方。连接器变热! 我的手指在上面一秒钟以上就会感到疼痛——它就是这么热。

解决方法:使用更长的USB延长线可将热量与充电器隔离。这样插头就凉多了。eeyednc

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显然,虽然直流到无线供电过程中涉及的热量已经转移,但它并没有被消除。eeyednc

尽管我热情地使用了热风枪的输出、各种裁纸刀和其他边缘锋利的设备,但要进入这个增强USB连接器并不容易,但Dremel的尖端最终做到了:eeyednc

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在这一点上,不幸的是,我被卡住了。我想不出任何方法可以在不完全破坏内部所有东西的情况下深入研究组合,而我的各种徒劳尝试只会对我自己造成伤害:eeyednc

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那会留下疤痕的。

代替完成对我自己的硬件的剖析,我将提供我在网上找到的另外两个拆解。这些更容易拆卸的产品可能仍会提供一些关于我自己设备内部内容的线索。首先是三星高度集成的标准(即非“快速”)无线充电板的分析。我找不到充电器本身的任何已发布的输出功率规格,但内部的无线电力发射器 IC IDT P9235的额定最大运行功率为 3W。其次,这是IHS Markit 对“快速”三星无线充电座进行的拆解,配有主动散热风扇和更详细的零件清单。本例中的无线电力发射器是IDT 的 10W P9236Aeeyednc

在为这次拆解做研究时,我意识到近期可能还会有一篇背景信息博客文章。例如,在开始我的工作之前,我认为 Qi(来自Wireless Power Consortium)仍然被官方指定为只能工作到 5W,而更高功率的“快速”充电方法来自 Apple、LG、三星、和其他人都是专有的......最终情况并非如此,至少不完全如此。然后是 2015 年合并的无线电源联盟和电源事务联盟(现称为AirFuel 联盟)提供的决斗双标准替代方法)。那么家用电器和电动工具等中等功率应用……以及电动汽车等高功率应用呢?eeyednc

(原文发表于ASPENCORE旗下EDN美国版,参考链接:Teardown: Wireless charging pad is tough to crack,Demi Xia编译)eeyednc

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Brian Dipert
EDN资深博客作者。Brian Dipert是前EDN杂志的高级技术编辑。 他是BDTi的高级分析师,嵌入式视觉联盟的主编,以及AnandTech、EDN杂志和《低功耗设计》的特约编辑。 他也是Sierra Media的创始人。
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