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拆解报告:联想thinkplus135W双C口氮化镓充电器

2022-05-07 充电头网 阅读:
随着USB PD快充的普及,联想早早就在笔记本上增添了USB-C接口,不仅支持高速数据传输,还同步支持大功率快速充电。联想在2021年推出130W双USB-C快充之后,在今年又推出了一款135W氮化镓充电器。

前言NWfednc

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随着USB PD快充的普及,联想早早就在笔记本上增添了USB-C接口,不仅支持高速数据传输,还同步支持大功率快速充电。联想在2021年推出130W双USB-C快充之后,在今年又推出了一款135W氮化镓充电器。NWfednc

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这款135W氮化镓充电器可以搭配联想推出的USB转方口转接线,为ThinkPad、拯救者等笔记本提供135W的供电功率,同时也支持双设备同时连接,输出100W+30W的输出功率,满足手机和笔记本同时快充需求。NWfednc

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充电头网已经拿到这款135W双口氮化镓充电器,下面我们就对这款新品氮化镓充电器进行详细拆解,看看内部设计和做工如何。NWfednc

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thinkplus 135W双口氮化镓充电器开箱NWfednc

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thinkplus这款135W充电器采用的是和自家“口红”系列充电器一样的豪华包装盒,红黑配色,顶部印有联想thinkplus品牌、充电器名称以及外观图。NWfednc

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包装盒天地盖设计,红底白字,印有产品参数、卖点以及制造商信息等。NWfednc

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包装内含充电器、数据线以及使用说明书。(注:方口线需另行自费购买)NWfednc

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数据线使用魔术扎带捆扎整理,扎带上设计有thinkplus品牌。NWfednc

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附带的数据线也是经典设计,线头外壳磨砂并注塑压印thinkplus品牌。NWfednc

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测得数据线的长度约为181cm。NWfednc

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使用ChargerLAB POWER-Z KM002C测得线缆电力传输能力为20V5A,支持100W PD快充。NWfednc

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充电器采用PC材质黑色外壳,腰身和输出端外壳亮面设计,边角过渡圆润。虽说看上去也是满满“口红”风格,但样式却是和联想另一个品牌YOGA的130W氮化镓充电器的一样NWfednc

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机身正面印有thinkplus品牌。NWfednc

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充电器输入端平直切面设计,可以很好贴合插座或墙插,使用更稳定。另外采用可折叠国标插脚,方便携带且不会刮伤包里其它设备。NWfednc

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输入端外壳上印有充电器参数NWfednc

型号:GaN135NWfednc

输入:100-200V~50/60HZ 1.8ANWfednc

USB-C1输出:NWfednc

使用 C to slim 线:20V6.75A(135W Max)NWfednc

使用 C to C 线:5/9/12/15V3A、20V5A、5-11V3ANWfednc

USB-C2输出:NWfednc

使用 C to C 线:5V3A、9V3A、12V2.5A、5-11V3A(30W Max)NWfednc

双口输出:NWfednc

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

制造商:联想(北京)有限公司NWfednc

充电器已经通过了CCC认证。NWfednc

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另一端配有双USB-C接口,黑色胶芯不露铜,接口旁印有C1、C2以及笔电和手机标识,方便用户区别使用。NWfednc

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测得充电器机身高度为70.81mm。NWfednc

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宽度为71.03mm。NWfednc

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厚度为30.34mm。通过三维算得充电器体积约为152.6cm³,功率密度约为0.88W/cm³。NWfednc

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和苹果140W充电器对比,整体要小不少。NWfednc

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充电器净重约为266g。NWfednc

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充电器带线总重量约为342g,对于很多联想方口笔电用户来说,充电器小巧不说,重量也比一般的“砖头”适配器轻很多,外带负担大大降低。NWfednc

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使用ChargerLAB POWER-Z KT002C测得USB-C1口支持QC2.0、QC3.0、PD3.0和PPS快充协议。NWfednc

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此外还具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五组固定电压档位,以及5-11V3A一组PPS电压档位。NWfednc

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值得一提的是,充电器135W快充作为联想的私有快充,并没有测出来,并且需要搭配联想的 C to slim 线使用才行。NWfednc

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另外测得USB-C2口同样支持QC2.0、QC3.0、PD3.0和PPS快充协议。NWfednc

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并且具备5V3A、9V3A、12V2.5A三组固定电压档位,以及5-11V3A一组PPS电压档位。NWfednc

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thinkplus 135W双口氮化镓充电器拆解NWfednc

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对联想这款135W氮化镓充电器的外观、大小、性能等有了基本了解后,下面继续对其进行详细拆解,看看用料做工如何。NWfednc

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从折叠插脚侧拆开外壳,外壳采用超声波焊接固定。NWfednc

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充电器PCBA模块正反面均覆盖纯铜散热片,并打胶固定到外壳内部,使用切割机切开外壳取出充电器PCBA模块。NWfednc

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PCBA模块正面覆盖纯铜散热片以及黑色隔离板。NWfednc

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背面也是同样的纯铜散热片以及黑色隔离板,与电路板之间有蓝色导热垫加强散热。NWfednc

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散热片均焊接固定到PCB上。NWfednc

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使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为66.4mm。NWfednc

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宽度约为67.1mm。NWfednc

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厚度约为26.5mm。NWfednc

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输入端导线冷压端子套热缩管焊接。NWfednc

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使用电烙铁焊接拆掉PCBA模块两面的散热片,散热片下面是导热垫,用于及时传导发热,降低温升。NWfednc

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另外一面也贴有大面积导热垫。NWfednc

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联想这块135W双口充电器采用多块PCB焊接组装,PCB夹层中的空间焊接安规X电容,共模电感等EMI滤波器件,显著提高空间利用率,缩小充电器体积。NWfednc

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两块PCB之间还焊接USB-C接口小板,输出侧滤波电感外套热缩管绝缘。NWfednc

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充电器输入侧一面PCB特写,输入端使用两颗整流桥,半桥接法均摊发热。右下角是变压器输出同步整流,LLC变压器使用独立的同步整流控制器和同步整流管。NWfednc

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背面为充电器的初级电路,分别是PFC功率因数校正芯片和LLC控制器以及对应的氮化镓开关管。联想这款充电器采用PFC+LLC架构,使用氮化镓+碳化硅第三代宽禁带半导体组合,次级同步整流,输出固定电压。NWfednc

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两个USB-C口通过两路独立的协议芯片控制同步整流芯片降压输出,并且支持多口自动分配功率。两块电路板的结构,将整流桥,开关管和同步整流管分开,均匀散热,避免局部温升过高。NWfednc

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PCB上印有“LUXSHARE ICT”字样,代表充电器由立讯精密代工。NWfednc

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将两块PCB拆分开,其中初级电路的滤波电容,PFC升压电感,LLC谐振电感,谐振电容以及变压器已经拆除,输出小板采用白胶加固。NWfednc

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输入端延时保险丝来自华德电子,规格为3.15A 250V。保险丝用于限制故障电流,当电流超过保险丝额定值时,便会熔断切断电路。NWfednc

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交流输出经过保险丝来到另一块PCB上,进行滤波及整流,为PFC级供电。NWfednc

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第一级共模电感使用绝缘线和漆包线双线并绕,并涂胶固定。NWfednc

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安规X2电容来自HJC华容,容量0.47μF。NWfednc

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第二级共模电感采用绿色磁环绕制,中间固定电木板绝缘。NWfednc

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交流输入通过两颗二极管送至PFC控制器,用于高压启动、X电容放电等功能。NWfednc

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PCB背面焊接整流桥,丝印8M,使用两颗半桥连接,均摊发热。贴片式整流桥焊接在PCB背面,可以显著提高充电器的空间利用率,并降低厚度。整流桥利用二极管的单向导电特性,将交流电整流成为脉动直流电,为PFC输入供电。NWfednc

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两颗薄膜滤波电容特写,规格均为0.68μF 450V。NWfednc

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输出滤波电感特写,磁环绕制,缠绕胶带绝缘。整流桥输出的脉动直流电通过薄膜电容和磁环电感组成的滤波电路送入PFC电路。NWfednc

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PFC功率因数校正电路通过升压的方式,来补偿输入电流与电压之间的相位差,减小大功率充电器中大容量电解电容充电时的冲击电流,避免冲击电流对电网波形的影响。同时PFC通过升压还可以减小初级电解电容的容量,减小充电器的体积。NWfednc

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PFC升压控制器采用安森美 NCP1615,是一颗临界模式的PFC控制器,支持电流控制的频率折返,能够在轻负载和标称负载下提高能效,并降低待机功耗。芯片内部集成高压启动,X电容放电,集成过压和过流保护,集成热关断保护,二极管短路保护功能。NWfednc

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PFC开关管使用两颗纳微NV6117并联,内置驱动器以及复杂的逻辑控制电路,耐压650V,120mΩ导阻,支持2MHz开关频率,采用5*6mm QFN封装,节省面积。NWfednc

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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1A1CAnker 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。NWfednc

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PFC升压整流管来自安森美,是一颗碳化硅二极管,型号为FFSD0865A,规格为650V 8A。碳化硅二极管具有出色的反向恢复时间,应用在PFC整流,可以显著降低损耗。相比快恢复二极管更低的正向压降,适合PFC功率因数校正电路使用。NWfednc

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PFC升压电感特写,采用ATQ25磁芯,感量为230μH。NWfednc

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高压滤波电解电容来自艾华,规格也都是450V 22μF,共四颗用于PFC输出滤波。NWfednc

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开关电源主控芯片采用安森美NCP13992,是一颗高性能电流模式谐振LLC控制器,内部集成高压驱动器,支持最高750KHz工作频率。电源使用LLC架构,固定电压输出,搭配二次降压满足USB PD宽电压输出。NWfednc

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LLC开关管采用两颗纳微NV6115,该芯片内置驱动器以及复杂的逻辑控制电路,170mΩ导通电阻,耐压650V,支持2MHz开关频率,采用5*6mm QFN封装,节省面积,得益于NV6115内置驱动器,无需外置驱动器,更加节省PCB空间。NWfednc

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纳微半导体 NV6115 详细资料。NWfednc

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为主控芯片供电的MOS管,来自无锡新功率,NCE6003M,耐压60V,用于稳压为主控芯片供电。NWfednc

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两颗VISHAY T50系列聚合物钽电容并联,25V33μF,为PFC控制器和LLC控制器供电,支持125℃宽温。NWfednc

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另一颗供电电容来自Acon中元,规格为220μF 35V。NWfednc

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谐振电容,153J 630V。NWfednc

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谐振电感,RM5磁芯,感量为30μH。NWfednc

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LLC变压器特写,使用绝缘胶带严密缠绕,并打胶固定和导热。NWfednc

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用于反馈输出电压的1004光耦。NWfednc

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两颗蓝色Y电容来自松田电子。NWfednc

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变压器次级焊接在交流输入侧的PCB上,进行整流滤波输出,电路板背面是同步整流电路。NWfednc

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两颗安森美NTMFS5C645NL NMOS管用于同步整流,耐压60V,导阻4mΩ,采用DFN5*6封装。NWfednc

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同步整流控制器是安森美NCP4306,驱动安森美同步整流管进行同步整流。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。NWfednc

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同步整流输出滤波电容采用柏瑞凯RT系列固态电容,两颗并联,规格均为25V 560μF,具有105℃/2000小时保证。NWfednc

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输出滤波电感,外套热缩管保护,输出的直流电经过电感来到同步降压输出小板。NWfednc

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两块小板设计基本相同,均为二次降压架构,其中USB-C1焊接一颗MOS管用于输出直通。NWfednc

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另一面设有同步整流降压转换器、协议IC以及一颗MOS管,接口背面还有TVS进行静电保护,下面我们以其中一块小板为例进行详细了解。NWfednc

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USB-C1小板正面特写,其中一颗封装较大的MOS管用于20V输出直通,满足135W大电流输出需求。小板正面焊接降压电感和贴片固态电容。NWfednc

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磁环降压电感特写,白色胶水固定,漆包线套有透明塑料管绝缘。NWfednc

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降压输出滤波固态电容规格为25V 100μF,柏瑞凯VN系列小型化电容产品。NWfednc

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用于输出直通控制的MOS管,来自新功率,型号NCEP40PT15G,PMOS,耐压40V,导阻2.8mΩ,采用DFN5*6封装。NWfednc

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另一颗VBUS开关管同样来自新功率,型号NCEP4065QU,PMOS,耐压40V,导阻2.2mΩ,采用DFN3.3*3.3封装。NWfednc

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输出USB-C母座特写,过孔焊接,黑色胶芯。NWfednc

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小板背面为同步降压芯片,协议芯片,电流采样电阻和VBUS开关管。NWfednc

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降压芯片丝印BAX,实际型号为MP2491C,来自MPS芯源半导体,是一颗内置开关管的同步整流降压转换器。MP2491C支持最高32V输入,输出电压最高30V,最大输出电流6A,内置33mΩ/22mΩ同步降压管,支持可调节的电流限制。采用2.5*3mm QFN-13封装,用于USB-C接口降压输出。NWfednc

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VBUS开关管使用新功率NCEP4065QU,与小板正面管子同型号。NWfednc

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协议IC采用伟诠WT6633P,支持USB PD3.0,支持高通QC4,QC4+和QC5。通过USB-IF认证,TID1070018。同时WT6633P还通过了高通QC5认证,认证号4789627043-2,高通QC4+认证,认证号4788566324-2。WT6633P内置8051内核,内置恒压恒流控制,片内集成输出电流传感,支持线损补偿,内置完善的保护功能。NWfednc

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USB-C2小板布局与USB-C1小板相同,由于C2口不支持20V输出,没有焊接控制电源直通输出的MOS管。NWfednc

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VBUS开关管同样来自新功率,型号NCEP4065QU。NWfednc

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全部拆解完毕,来张全家福。NWfednc

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充电头网拆解总结NWfednc

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联想thinkplus这款135W双C口氮化镓充电器延续光滑圆润外壳加切面输入端ID设计,手感光滑高级,而且充电器也能稳定贴合在墙面插座上,充分考虑了用户的使用体验。双C口支持PD和PPS快充协议,实测两个接口均具备3A PPS电压档位,C1口输出最大100W,C2口输出最大30W,总输出可达130W,搭配原装USB-C转方口数据线即可化身135W氮化镓充电器,充分满足各类设备对不同功率的需求。NWfednc

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充电头网通过拆解了解到,这款充电器由大厂立讯精密代工,采用PFC+LLC架构,并采用了全套安森美NCP1615+NCP13992+NCP4306快充电源方案,搭配纳微NV6117和NV6115氮化镓功率芯片,此外还有安森美碳化硅二极管和同步整流管。采用MPS MP2491C进行二次降压,伟诠WT6633P协议芯片控制输出电压。NWfednc

充电器采用多块小板组合焊接,之间有塑料柱支撑固定,初次级间有隔离板。电源采用艾华电解电容以及柏瑞凯固态电容进行输入输出滤波,C口母座数据脚设有TVS进行静电保护。电路板正反面均采用铜片配合绝缘片和导热垫为元器件散热,满足长时间大功率输出。thinkplus这款135W氮化镓充电器,从用户的使用体验来看,再到内部做工细节,都是面面俱到,用料同样扎实可靠。 NWfednc

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