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拆解报告:三星45W氮化镓快充充电器(美版)

2022-04-06 充电头网 阅读:
三星S22虽然也在响应不配送专门的充电器,但是也研发了适配于新机S22的三星国行氮化镓快充EP-T4510,本期拆解的是该充电器的美规版本,并突出了充电器良好的耐候性和散热性,以及简便的生产工艺~

前言

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为了响应低碳环保保护地球的号召,现在有很多手机厂商都不再附送充电器。作为手机行业大厂三星,新推出的S22全系列手机都不再标配充电器。虽然说不再附送充电器,但三星仍然为S22 Ultra 和S22+两款大杯机型推出新款的氮化镓充电器。eukednc

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充电头网前不久已经拆解了三星国行氮化镓快充EP-T4510,本期为大家拆解的是该充电器的美规版本,氮化镓功率器件来自知名厂商GaN Systems。下面一起来看看内部设计与用料相比国行版的有何不同。eukednc

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GaN Systems 公司于2008年在加拿大渥太华成立,该公司的产品在不同行业的客户中保持了良好的声誉。近期充电头网拆解的苹果140W氮化镓充电器,内置了GaN Systems的两颗增强型氮化镓开关管,能打入苹果快充供应链,足见GaN Systems的芯片无论是性能还是质量都是相当优秀的。eukednc

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三星美版45W充电器开箱

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包装盒设计上和国行版的一样,正面也是印有产品品牌、充电器名称以及套装外观图,只不过由于是美版的,产品名称也相应的改成了英文。eukednc

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背面印有充电器参数,同样是英文版。eukednc

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打开包装,数据线放置在更深的凹槽里,使用纸圈套住整理。eukednc

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附带线缆是5A CC线,做了抗弯折处理,线头外壳磨砂方便用户插拔使用。eukednc

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线缆的长度约为1.8米,符合充电器充笔电的定位。eukednc

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使用ChargerLAB POWER-Z KM001C测得线缆带有E-Marker芯片,支持20V5A 100W PD快充。这条线缆的相关拆解充电头网也是做过的,欢迎查阅。eukednc

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三星美版45W氮化镓快充和国行版的除插脚外,并没有其它的不同,机身通体黑色,表面磨砂处理。eukednc

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正面中心设有闪电logo以及“Super Fast Charging”字样。eukednc

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背面有充电器铭牌eukednc

型号:EP-T4510eukednc

输入:100-240V~50/60HZ 1.2Aeukednc

输出:5V3A、9V3A、15V3A、20V2.25Aeukednc

PPS:3.3-20V2.25A(7.5-45W)eukednc

充电器已经通过了UL认证和VI级能效认证。eukednc

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充电器配备固定式国标插脚。eukednc

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顶面设有单USB-C接口,居中设计。eukednc

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和苹果30W充电器对比,功率更大体积却小不少,这主要都是得益于GaN Systems氮化镓功率器件的使用。eukednc

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拿在手上的大小直观感受。eukednc

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充电器净重约为98g。eukednc

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带线总重量约为155g。eukednc

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使用ChargerLAB POWER-Z KT002测得充电器支持PD3.0、PPS快充协议。eukednc

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此外还具备5V3A、9V3A、15V3A、20V2.25A四组固定电压档位,以及3.3-11V5A、3.3-16V3A、3.3-21V2.25A三组PPS电压档位。eukednc

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三星美版45W充电器拆解eukednc

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对充电器的外观、大小、重量、性能等有了基本了解后,下面充电头网继续对其进行拆解,看看基于GaN Systems氮化镓功率器件设计的这款快充内部是怎样的。eukednc

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和之前拆解的国行充电器一样,都是从输出侧外壳接缝拆开后盖。eukednc

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拆开后盖后发现并不能取出充电器内部模块,动用切割机切开外壳,发现充电器内部灌胶填充辅助散热。eukednc

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PCB模块贴有铜箔和绝缘胶带辅助散热,交流输入侧填充硅胶灌封。eukednc

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硅胶对应壳体的加强筋以及内部器件。eukednc

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PCB模块背面也贴有铜箔散热。eukednc

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清理掉硅胶,铜箔缠绕在变压器上,为变压器辅助散热。eukednc

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输入侧滤波电容对应插脚处有一块塑料罩用于绝缘。eukednc

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铜箔焊接在PCB上。eukednc

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拆掉模块外的散热铜箔,电源模块整体一览。eukednc

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PCBA模块背面一览。eukednc

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使用游标卡尺测得PCBA模块长度为41.03mm。eukednc

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测得PCBA模块宽度为37.36mm。eukednc

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测得PCBA模块厚度为21.46mm。eukednc

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拆下变压器,变压器使用塑料外壳与电路板之间绝缘,外壳底部延伸出一条绝缘板,插入电路板初次级之间的隔离槽加强绝缘。变压器下方的空间还放置了开关电源的初级元件。eukednc

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输入端保险丝来自贝特电子,出料号:932 2A 250V,具有慢熔断特性,能够承受充电器插电时电解电容的充电电流而不会熔断,规格2A 250V。eukednc

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第一级共模电感,采用磁环绕制,底部有绝缘支架,外套热缩管绝缘。eukednc

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安规X电容0.22μF,用于抑制差模干扰。eukednc

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第二级共模电感,与第一级共模电感相同设计,底部焊接绝缘支架。eukednc

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输入端整流桥型号为RYBS4010,额定电流4A,耐压1000V,将交流电转换为脉动直流电。eukednc

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充电器内部使用丰宾电解电容用于输入滤波,其中两颗为15μF 400V。eukednc

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另外一颗为22μF 400V。eukednc

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电路板背面多颗滤波电感。eukednc

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开关电源PWM控制器来自Dialog,iW9801,是一颗高性能的数字化开关电源反激控制器,支持零电压开关和自适应的多模式控制运行,搭配次级控制器可实现高功率密度和高输出精度的设计。iW9801可搭配Dialog的次级侧控制器共同使用,提供低于20mW的空载功耗。eukednc

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为PWM控制器供电的滤波电容,来自丰宾,15μF 25V。eukednc

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充电器内置的氮化镓开关管来自GaN Systems,型号GS-065-008-1-L,是一颗耐压650V,导阻225mΩ的氮化镓开关管,采用PDFN5*6封装,支持超高开关频率。器件在设计时简化了驱动要求,栅极驱动电压为0-6V,瞬态耐压为-20至+10V,具有更强的可靠性。器件具备开尔文源极,可用于优化栅极驱动。eukednc

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GaN Systems GS-065-008-1-L详细资料。eukednc

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充电头网拆解了解到,加拿大氮化镓系统公司(GaN Systems)功率管此前已被苹果140W氮化镓充电器外星人240W氮化镓电源Sicgecs 65W 1A1C氮化镓超级闪充ON 65W 2C1A氮化镓快充插座PHILIPS飞利浦65W氮化镓快充摩天轮插座研吉65W 1A1C氮化镓快充等产品采用。同时为了缩短产品开发和上市所需时间,GaN Systems也提供65W QR充电器和100W双USB-C智能PD充电器完整方案供客户参考。eukednc

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丝印BWUX2的辅助开关管,配合变压器的辅助绕组,由iW9801控制,实现主开关管的零电压开关。eukednc

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配合辅助绕组及开关管用于零电压开关的储能电容。eukednc

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变压器初级线圈采用PCB,为平面变压器,次级采用平面线圈结构。eukednc

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变压器底部的塑料绝缘罩和隔离挡板特写。eukednc

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CT1018白色光耦特写,用于输出电压调节及反馈。eukednc

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蓝色Y电容特写。eukednc

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协议芯片与初级控制器同样来自Dialog,型号iW709,为次级侧控制器,与iW9801搭配使用。iW709支持USB PD3.0和PPS,支持高通QC4+快充,集成协议,VBUS通路管驱动和同步整流控制器以及二次侧稳压控制在一颗芯片中。支持多级电压输出。eukednc

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iW709还内置了同步整流控制器以及驱动,使用外置的MOS整流,取代传统的肖特基二极管整流。同步整流控制器优化了开通/关闭时序,并使用私有的时序控制技术,可用于ZVS和ACF拓扑,并提供最佳的效率。反馈信号由模拟信号转换成数字信号,并由光耦传输到初级控制器。eukednc

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同步整流管来自博盛,PDC85N11X-5,NMOS,耐压115V,导阻7.6mΩ,采用PPAK5*6封装,与Dialog iW709控制器搭配进行整流,输出低压脉动直流电。eukednc

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两颗输出滤波电容并联,丰宾PF系列固态导电高分子电容,105℃5000小时长寿命,规格为300μF 30V,将脉动直流电滤波为直流电。eukednc

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输出VBUS开关管,采用互创国际 SFTN7422SMP,NMOS,耐压30V,导阻4mΩ,采用DFN3030封装。eukednc

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USB-C母座特写,采用黑色胶芯,外罩塑料外壳。eukednc

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全部拆解完毕,来张全家福。eukednc

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充电头网拆解总结eukednc

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三星美规45W氮化镓充电器采用黑色PC材质外壳,是一贯的家族式设计。充电器内置GaN Systems氮化镓开关管,配合平面变压器,相比传统使用硅MOS管的型号,体积得到显著缩小。eukednc

充电器为单USB-C接口输出,实测具备5V3A、9V3A、15V3A、20V2.25A四组固定电压档位,以及3.3-11V5A、3.3-16V3A、3.3-21V2.25A三组PPS电压档位,对主流安卓手机快充支持非常良好。eukednc

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充电头网通过拆解了解到,三星美规45W氮化镓充电器内部采用灌封工艺,配合铜箔散热,有效提升充电器的耐候性和散热性能。平面变压器采用塑料外壳与PCB绝缘,同时延伸出一条隔离板用于初次级绝缘,大大简化生产工艺。eukednc

充电器中使用Dialog的开关电源方案,次级协议芯片支持同步整流,集成度高。充电器中氮化镓芯片为GaN Systems GS-065-008-1-L,电容全部来自丰宾,器件均为业内大厂,用料和设计都很可靠。eukednc

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