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拆解报告:倍思100W2A2C氮化镓快充插座

2022-05-05 充电头网 阅读:
想必很多朋友都遇到过在购买笔记本后,想要再买一个电源,家里放一个,公司放一个,每天携带电脑不用再携带充电器,能够减轻背包重量,也可以只背一个小包带笔记本就可以,非常方便。但是过去的笔记本电源错综复杂,相同品牌的笔记本都有多种接口,买错的事情时有发生。

前言KULednc

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想必很多朋友都遇到过在购买笔记本后,想要再买一个电源,家里放一个,公司放一个,每天携带电脑不用再携带充电器,能够减轻背包重量,也可以只背一个小包带笔记本就可以,非常方便。但是过去的笔记本电源错综复杂,相同品牌的笔记本都有多种接口,买错的事情时有发生。KULednc

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而USB PD快充的推出,大大提升了笔记本充电器的兼容性,不管是什么品牌,只要具备USB-C接口可以充电,就可以使用其他品牌的USB PD充电器充电,大大减少了选购充电器的麻烦。KULednc

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倍思推出了一款支持100W功率输出的插线板,非常适合购置笔记本电脑后,额外购置一个电源的用户。插线板体积与传统适配器差不多大小,在为笔记本供电的同时,还可以连接其他家用电器,方便使用。KULednc

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倍思100W氮化镓插座开箱KULednc

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倍思100W氮化镓桌面插线板一如既往的简洁包装,印有功率和产品外观,采用了倍思第三代GaN技术。KULednc

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打开包装,内含插线板、充电线、贴纸和说明书。KULednc

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附带数据线是CC线,使用魔术扎带捆扎整理,扎带上还印有Baseus品牌。KULednc

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数据线长度约为109cm。KULednc

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而且这根数据线内置了 E-Marker 芯片,支持5A大电流。KULednc

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这款插座自带电源线,机身是长条方柱造型设计。KULednc

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插头为三脚接地设计,10A 250V~ 的规格符合主流。KULednc

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插头两侧设有小凹面,方便用户插拔,细节处理还挺贴心。KULednc

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插头为一体注塑成型,印有 Baseus 的 logo。KULednc

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电源线连接交界处做了加强处理,减少日常使用中拖拽带来的磨损开裂。KULednc

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机身外壳磨砂和亮面撞色设计,各面间过渡圆润,顶面印有 Baseus 的 logo。KULednc

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机身底部印有参数信息:KULednc

型号:CCGAN100-2ACCKULednc

输入 100-240V~50/60Hz,2.5A MaxKULednc

USB-C1/C2输出:5V/9V/12V/15V 3A,20V5A 100W MaxKULednc

USB-A1/A2输出:5V/9V/12V/20V 3AKULednc

产品已经通过了CCC认证。KULednc

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另外两侧都增设了AC交流插孔,内置安全门防止异物进入。特写这一面左端还印有100W GaN字样。KULednc

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机身一端配置了2C2A四个输出接口,均支持快充,边缘设有LED指示灯。KULednc

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两个 USB-A 接口和同系列的其他产品不太一样,由于有着100W的功率,功率分配不再捉襟见肘,双口均支持快充,并支持大电流快充。KULednc

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通电后LED指示灯亮起冰蓝色灯光。KULednc

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电源线的长度约为155cm。KULednc

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机身长度为111.83mm。KULednc

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高度为38.05mm。KULednc

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宽度约为46.79mm。KULednc

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和苹果96W充电器对比。KULednc

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倍思100W氮化镓桌面插线板的正面和一元硬币比较。KULednc

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拿在手里的大小如上图所示,比起传统的笔记本适配器小巧了不少。KULednc

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产品带线重量约为429.2g,还是相当轻便的。KULednc

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协议方面,使用ChargerLAB的POWER-Z KT002读取插线板 USB-C 接口的快充协议,实测支持 Apple2.4A、QC2.0、QC3.0、QC4+、AFC、FCP、SCP、PE、PD3.0 和PPS等充电协议。KULednc

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PDO报文方面,支持 5V3A、9V3A、12V3A、15V3A 和20V5A五组固定电压和 3.3V-21V4.05A 一组PPS电压档位,有着更好的设备兼容性。KULednc

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USB-A 接口支持的协议同样丰富,实测支持 Apple2.4A、QC2.0、QC3.0、AFC、FCP、SCP、PE 等充电协议。 KULednc

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倍思100W氮化镓快充插座拆解KULednc

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对倍思这款00W氮化镓快充插座做了详细了解后,下面继续进行拆解,看看产品内部如何设计。KULednc

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倍思100W氮化镓快充插座内部采用灌封胶工艺,除加强导热,均匀散热外,灌封能固定元器件位置,成为一个整体。有效防止插线板不慎跌落造成快充模块损坏,灌封工艺值得肯定。KULednc

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内部PCBA模块全部灌封成为一个整体,可以看到输出侧电感和输出母座。KULednc

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PCBA模块另一端为输入插脚,连接到插座内部连接电源。KULednc

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清理掉灌封胶,PCBA模块由多块小板组合焊接成为一个整体,内部结构紧凑,空间利用率非常高。KULednc

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通过观察,PCBA模块由5块小板焊接组合而成。KULednc

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输入端一览,模块内部全部被灌封胶填充。KULednc

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模块左侧为PFC升压电感,右侧为LLC变压器,最右侧是快充同步降压电路。KULednc

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右侧小板焊接整流桥,输出脉动直流电为PFC功率因数校正电路供电,中间小板焊接LLC变压器及相关电路。KULednc

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快充降压电路分为三路独立的降压电路,其中两个USB-C口支持功率盲插,单口输出100W,两个USB-A口支持独立接口快充。KULednc

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测得PCBA模块长度为72mm。KULednc

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PCBA模块宽度为41mm。KULednc

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PCBA模块高度为29.2mm。KULednc

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下面将PCBA模块拆分,依次了解各个PCB上面的元件信息。KULednc

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首先从电源输入开始看起,这块PCB负责交流电源输入滤波和同步整流及滤波输出,为快充降压供电。KULednc

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交流输入首先通过慢熔保险丝,规格为3.15A 250V,用于输入过流保护。KULednc

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第一级共模电感,采用绝缘线绕制。KULednc

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X电容来自科雅电子,0.56μF。KULednc

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第二级共模电感,使用扁铜带绕制。KULednc

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经过EMI电路滤波后的交流电送到整流桥,由整流桥将交流电整流成脉动直流电为PFC功率因数校正电路供电。整流桥型号ULBF810,使用两颗半桥接法均摊发热。KULednc

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整流桥小板背面印有Baseus logo,FR4板材,厚度1mm,过孔及大面积覆铜加强散热。KULednc

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整流后的脉动直流电送至PFC小板,由PFC电路升压进行功率因数校正。小板正面焊接开关管、升压电感和滤波电容等。KULednc

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两颗薄膜滤波电容均来自科雅,分别为0.47μF和1μF,两颗电容中间是滤波电感。KULednc

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PFC升压开关管来自纳微,是一颗氮化镓功率芯片,型号NV6127,内部集成氮化镓开关管、氮化镓驱动器以及逻辑电路,应用简单。NV6127采用QFN6*8mm封装,散热性能升级,125mΩ导阻,内置驱动器支持10-30V供电。最高支持2MHz开关频率。KULednc

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充电头网拆解了解到,采用纳微NV6127氮化镓芯片的产品还有联想90W闪充双口氮化镓充电器倍思120W氮化镓+碳化硅PD快充充电器等。此外,纳微GaNFast功率芯片此前已被OPPO 50W饼干氮化镓快充、RAVPOWER 65W 1A1C氮化镓快充小米65W氮化镓充电器SlimQ 65W氮化镓快充Anker PowerCore Fusion PD超极充、RAVPower 45W GaN PD充电器、倍思65W氮化镓充电器等产品采用,获得市场高度认可。KULednc

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PFC升压电感特写,为PQ20磁芯,电感量为230μH。KULednc

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高压滤波电容来自凯泽鑫,33μF 400V,两颗并联用于PFC升压输出滤波。KULednc

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电路板背面是一颗整流管,电流取样电阻和贴片Y电容。KULednc

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PFC整流管来自泰科天润,G5S6504Z,是一颗耐压650V,4A电流的碳化硅二极管,采用DFN5*6封装。KULednc

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PFC开关管检流电阻,2512合金电阻,60mΩ。KULednc

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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TMY1331K。KULednc

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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。KULednc

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充电头网了解到,特锐祥贴片Y电容除了被贝尔金安克QCY声丽麦多多OPPO联想努比亚倍思海陆通第一卫等品牌的数十款快充产品使用,此外还被伊戈尔40W LED驱动电源长虹42英寸智能网络电视42P3F内置电源卓飞航45W氮化镓超快墙充等产品使用,性能获得客户一致认可KULednc

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PFC升压输出滤波后的直流电压为LLC级供电,小板正面有LLC变压器,谐振电容和谐振电感,以及PWM控制器供电电容。KULednc

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小板背面是一颗PFC+LLC二合一控制器和两颗LLC开关管。KULednc

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小板正面的LLC变压器,采用ATQ27磁芯,感量820μH。KULednc

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谐振电感采用RM5磁芯,感量30μH。KULednc

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谐振电容来自科雅,0.033μF 630V耐压。KULednc

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主控芯片供电电容来自永铭,规格为47μF 50V。KULednc

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充电器初级PWM主控芯片采用NXP恩智浦TEA2016AAT,一颗芯片内置LLC控制器和PFC控制器,内置数字架构控制,简化了设计的同时减少外围元件数量,芯片内置多重完善的保护功能,集成度非常高。KULednc

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LLC开关管来自华瑞微,HRM65R380G,是一颗650V耐压的超结NMOS,导阻为340mΩ,采用DFN5*6封装。KULednc

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另外一颗型号相同,两颗组成LLC半桥。KULednc

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变压器输出连接到交流输入小板上,进行同步整流转换成直流电。倍思100W氮化镓快充插座采用PFC+LLC架构恒压输出,送至二次降压小板根据设备需求调节输出电压。这也是多口充电器的主要结构,AC-DC固定电压输出,再通过DC-DC进行降压,满足多口快充需求。KULednc

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LLC输出同步整流及反馈电路特写,左侧为一颗同步整流控制器和两颗同步整流管,右侧为贴片Y电容以及电压反馈光耦。KULednc

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同步整流控制器来自NXP恩智浦,型号为TEA1995,其内置两个独立的同步整流驱动器用于LLC架构开关电源的同步整流,外围元件精简,支持38V工作电压,能够满足USB PD3.1的28V输出。KULednc

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两颗同步整流管来自华羿微,型号为HYG025N06LS2C2,NMOS,耐压60V,导阻2.3mΩ,采用PDFN8L封装。KULednc

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输出滤波固态电容来自丰宾,PX系列,330μF 25V,三颗并联。KULednc

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特锐祥贴片Y电容,料号为TMY1681M。KULednc

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另一颗特锐祥贴片Y电容,料号为TMY1102M。KULednc

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用于反馈输出电压的光耦,EL1019。KULednc

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输出接口小板正面一览,USB-C母座与电感之间使用隔离板绝缘,电感电容器件打胶加固。KULednc

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小板背面为三路独立降压电路设计,其中USB-C1和USB-C2为同样的独立降压电路,两个USB-A口共用一路降压电路。倍思100W氮化镓快充插座内部使用三颗智融科技SW3516H主控芯片,分别用于两个USB-C口和两个USB-A口协议与降压。KULednc

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电源指示灯特写,用于指示插线板通电状态。KULednc

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用于USB-C口的降压电感特写,包裹热缩管固定,电感底部打胶固定。KULednc

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用于USB-A口的降压电感。三颗固态电容规格均为330μF 25V,用于输出滤波。KULednc

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USB-C插座特写,橙色胶芯不露铜。KULednc

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USB-A插座特写,橙色胶芯,正负极加宽,支持大电流快充。KULednc

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下面把电路板翻转到背面,看看三路独立降压是如何实现的吧。KULednc

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USB-C1口降压电路主控芯片采用智融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。KULednc

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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。KULednc

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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KULednc

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用于另一路USB-C接口的SW3516H主控芯片。KULednc

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用于USB-A接口的SW3516H主控芯片。KULednc

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SW3516H外置两颗MOS管用于同步降压,锐骏半导体RUH4040,NMOS,耐压40V,导阻8mΩ,采用PDFN3333封装。KULednc

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另外一路USB-C口同步降压也是使用锐骏半导体RUH4040。KULednc

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USB-A口同步降压也是使用锐骏半导体RUH4040。KULednc

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USB-A口VBUS开关管,使用锐骏半导体 RU30D20M2 双NMOS,耐压30V,导阻8.5mΩ,使用PDFN3333封装。KULednc

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用于多口功率智能分配的无标单片机。KULednc

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全部拆解完毕,来张全家福。KULednc

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充电头网拆解总结KULednc

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倍思100W氮化镓快充插座自带1.5米长延长线缆,满足日常扩展使用。插座两侧具备2+3交流插座,支持2500W功率,使用自带的100W USB PD快充为笔记本充电,连接一个显示器,再插一个热水壶也是极好的。KULednc

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充电头网通过拆解了解到,倍思插座内部快充模块采用灌胶工艺,能够增强散热性能,提升耐候性的同时提升保护性能,有效避免插线板在使用过程中中不慎跌落损坏,更加经久耐用。插座内部快充模块使用恩智浦TEA2016AAT+TEA1995 PFC+LLC+同步整流方案,恒压输出,由五块小板焊接组成为一个整体。KULednc

PFC使用纳微半导体NV6127搭配泰科天润碳化硅二极管,LLC开关管来自华瑞微,同步整流管来自华羿微,初级滤波电容来自凯泽鑫,同步整流输出和二次降压输出滤波固态电容均来自丰宾。模块三路独立降压均采用智融SW3516H降压方案,快充兼容性好,能够满足笔记本和手机的大功率充电。KULednc

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