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拆解报告:倍思140W 2C1A氮化镓充电器

2023-02-06 充电头网 阅读:
倍思推出了一款140W多口氮化镓充电器,与其他多口充电器不同,这款氮化镓充电器具备28V输出电压档位,支持单口140W输出,能够满足苹果MacBook Pro 16笔记本电脑的快速充电。另外的USB-C口支持100W输出,USB-A口支持60W快充,都具有很好的快充兼容性。

前言9p2ednc

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倍思推出了一款140W多口氮化镓充电器,与其他多口充电器不同,这款氮化镓充电器具备28V输出电压档位,支持单口140W输出,能够满足苹果MacBook Pro 16笔记本电脑的快速充电。另外的USB-C口支持100W输出,USB-A口支持60W快充,都具有很好的快充兼容性。9p2ednc

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这款充电器采用折叠插脚,长条机身设计,便于携带和收纳。另外还随充电器附赠一条240W快充线,满足未来USB PD3.1设备充电需求。下面充电头网就对倍思这款充电器进行拆解,看看内部的方案和用料。9p2ednc

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倍思140W氮化镓充电器开箱9p2ednc

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包装延续倍思一贯设计风格,正面是Baseus品牌以及产品外观、功率卖点等相关设计。9p2ednc

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背面印有产品使用场景、规格参数以及商家信息。9p2ednc

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包装内含充电器、数据线、使用说明书、保修卡以及卡通贴纸。充电器包裹防刮膜,保证在到达用户手上期间机身不会被刮花,细节讲究。9p2ednc

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附带的是一款240W C to C快充线,线头外壳亮面处理,除Baseus品牌外,还有表明数据线性能的240W标识设计。9p2ednc

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附送数据线是1米级的,但实测长度约106.5cm,多出了不少,可见倍思相当大气。9p2ednc

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另外使用ChargerLAB POWER-Z KM002C测得数据线电力传输能力为50V5A,确实支持48V5A 240W快充,数据传输能力为USB 2.0。9p2ednc

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新品延续了倍思120W氮化镓快充一样的接口配置和外观设计,可以说是性能加强版,以满足苹果用户140W快充、外带和多设备同时充电多应用场景需求。9p2ednc

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充电器通体黑色,机身外壳以磨砂为主,同时上下边缘亮面进行撞色点缀,避免单调,正面印有140W GaN字样,表明这是一款140W氮化镓充电器,非常直观。9p2ednc

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端角处有经典的指示灯设计。9p2ednc

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输入端外壳印有充电器详细规格参数和认证信息,通过了ETL、FCC认证以及VI级能效认证。9p2ednc

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产品参数特写9p2ednc

型号:CCGAN140CS9p2ednc

输入:110-240V~50/60Hz 3.5A Max9p2ednc

Type-C1输出:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A9p2ednc

Type-C2输出:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A9p2ednc

USB输出:5V3A、9V3A、12V3A、20V3A9p2ednc

Type-C1+Type-C2/USB:100W+30W9p2ednc

Type-C1/C2+USB:100W+30W9p2ednc

Type-C1+Type-C2+USB:100W+20W+18W9p2ednc

Type-C 100W:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A9p2ednc

Type-C 30W:5V3A、9V2.5A、12V2A、15V2A、20V1.5A9p2ednc

Type-C 20W:5V3A、9V2A、12V1.67A9p2ednc

USB 30W:5V3A、9V2.5A、12V2A、20V1.5A9p2ednc

USB 18W:5V3A、9V2A、12V1.5A9p2ednc

生产商:东莞市宝铼珀通讯科技有限公司9p2ednc

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此次拿到的倍思140W氮化镓充电器配备的是可折叠美规插脚,搭配多接口,便携实用性更进一步。9p2ednc

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输出端配备2C1A三个USB接口,均为橘红色胶芯,接口旁还印有相应标识,方便区别使用。9p2ednc

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接口上方是Baseus品牌。9p2ednc

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测得充电器机身长99.11mm。9p2ednc

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高度为59.92mm。9p2ednc

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厚度为29.93mm。9p2ednc

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和苹果140W氮化镓充电器对比,体积优势明显。9p2ednc

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产品拿在手上的大小直观感受。9p2ednc

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另外测得充电器净重约为287g。9p2ednc

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使用ChargerLAB POWER-Z KM002C测得USB-C1口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0/4+、PD3.1、PPS快充协议。9p2ednc

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PDO报文显示USB-C1口还具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A六组固定电压档位,以及3.3-11V5A一组PPS电压档位。9p2ednc

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测得USB-C2口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0/4+、PD3.0、PPS快充协议。9p2ednc

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并且具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五组固定电压档位,以及3.3-11V5A一组PPS电压档位。9p2ednc

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最后测得USB-A口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0快充协议。9p2ednc

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倍思140W氮化镓充电器拆解9p2ednc

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看完了这款充电器的开箱和测试,下面就进行拆解,一起来看看这款充电器内部的设计。9p2ednc

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首先沿接缝处拆开外壳,内部PCBA模块采用铜片包裹散热,导线焊接连接供电。9p2ednc

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取出内部PCBA模块,PCBA模块包裹黑色麦拉片绝缘,在麦拉片外层是黄铜散热片。9p2ednc

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散热片通过卡扣固定连接。9p2ednc

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另外一面也通过卡扣固定连接。9p2ednc

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PCBA模块正面也被黄铜散热片覆盖。9p2ednc

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使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为89.69mm。9p2ednc

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PCBA模块宽度约为54.8mm。9p2ednc

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PCBA模块厚度约为25.07mm。9p2ednc

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拆开PCBA模块外面的散热片,麦拉片粘贴导热垫为PCBA模块散热。9p2ednc

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元器件之间的空隙通过导热胶填充,增强散热性能。9p2ednc

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PCBA模块开槽插入一片麦拉片,并打胶固定,用于初次级之间绝缘。9p2ednc

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清理掉PCBA模块正面的导热胶,左侧为交流输入端,焊接保险丝,压敏电阻,共模电感,安规X2电容和第二级共模电感。在共模电感右侧是整流桥,滤波电感和滤波电容。上方为PFC升压电感。在PFC升压电感左侧为高压滤波电容。9p2ednc

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在PFC升压电感上方焊接小板,小板上焊接初级主控芯片。在PFC升压电感右侧为谐振电容和谐振电感,右侧为LLC变压器和滤波电容。变压器下方为电感和输出小板,布局十分紧凑。9p2ednc

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PCBA模块背面,左上角焊接同步整流管和同步整流控制器,右侧为LLC半桥开关管和PFC升压开关管。低压侧焊接降压开关管和升降压控制器,还有一颗MCU用于次级控制功能。9p2ednc

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通过对PCBA模块的观察,倍思140W氮化镓充电器采用PFC+LLC+SR开关电源设计,PFC进行功率因数校正,LLC电源固定电压输出。140W USB-C接口通过升降压电路调节输出电压,100W USB-C接口和USB-A接口通过降压电路输出,实现三个接口的独立快充。下面我们就从输入端开始了解整个充电器的设计和用料。9p2ednc

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交流输入通过导线焊接连接,焊接处涂胶加固。9p2ednc

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输入端延时保险丝来自贝特电子,出料号932,规格为3.15A 250V。9p2ednc

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压敏电阻规格为10D471K,用于浪涌过电压保护。9p2ednc

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第一级共模电感采用漆包线和绝缘线绕制。9p2ednc

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安规X2电容来自东莞成希,规格为0.47μF。9p2ednc

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第二级共模电感采用扁铜线绕制,底部焊接绝缘支架。9p2ednc

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整流桥型号GBU1506,规格为15A 600V。9p2ednc

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薄膜滤波电容规格为0.68μF 400V。9p2ednc

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滤波电感采用磁环绕制,外套热缩管绝缘。9p2ednc

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另一颗薄膜滤波电容规格为1μF 450V。9p2ednc

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充电器主控芯片焊接在垂直焊接的小板上。9p2ednc

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小板背面焊接电阻电容元件。9p2ednc

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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。9p2ednc

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两颗电解电容来自昱光电子,用于为主控芯片供电滤波,规格为47μF 50V。9p2ednc

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PFC升压开关管采用纳微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。9p2ednc

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纳微半导体 NV6127 资料信息。9p2ednc

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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。9p2ednc

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用于检测PFC级电流的取样电阻,采用2512封装,阻值为50mΩ。9p2ednc

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PFC升压电感采用胶带严密缠绕绝缘。9p2ednc

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PFC升压整流管采用三颗超快恢复二极管并联,二极管丝印E5JB,规格为600V 5A。9p2ednc

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高压滤波电容来自y.u.g昱光电子,规格为27μF 450V。9p2ednc

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另一颗高压滤波电容规格为18μF 450V,总容量为99μF。9p2ednc

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两颗LLC开关管来自华瑞微,型号HRD65T180GE,超结NMOS,耐压700V,导阻180mΩ,采用DFN8*8封装。9p2ednc

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另一颗开关管型号相同。9p2ednc

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LLC谐振电容规格为0.033μF 630V。9p2ednc

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谐振电感采用绝缘胶带缠绕。9p2ednc

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LLC变压器也采用胶带严密缠绕绝缘,输出采用多层绝缘线。9p2ednc

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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。料号为TMY1102M。9p2ednc

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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。9p2ednc

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充电头网了解到,特锐祥贴片Y电容除了被倍思高通QC5认证100W氮化镓快充麦多多100W氮化镓OPPO 65W超级闪充氮化镓充电器联想90W氮化镓快充努比亚65W氮化镓充电器倍思120W氮化镓+碳化硅PD快充充电器等数十款大功率充电器使用外,也可应用于海陆通第一卫贝尔金等品牌20W迷你快充上,性能获得客户一致认可9p2ednc

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另一颗蓝色Y电容来自东莞成希。9p2ednc

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EL1019光耦用于输出电压反馈。9p2ednc

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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。9p2ednc

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同步整流管来自恒泰柯,型号HGN046NE6AL,是一颗耐压65V的NMOS,导阻为3.8mΩ,采用DFN5*6封装。使用两颗用于LLC同步整流。9p2ednc

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三颗输出滤波电容来自瑞隆,规格均为220μF 35V。9p2ednc

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输出滤波电感特写。9p2ednc

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滤波固态电容规格为470μF 35V。9p2ednc

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焊接取下输出小板,在小板上焊接VBUS开关管,USB-C和USB-A母座。9p2ednc

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小板背面焊接一颗协议芯片。9p2ednc

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英集芯IP2736协议芯片内部集成电压基准,集成可编程的电压/电流环路控制,芯片内部集成低端电流检测,输出支持线损补偿。支持电源适配器应用的光耦反馈,支持通过I2C和FB控制的DC-DC改变输出电压,支持车充、储能电源、充电器、移动电源、电动工具等应用。9p2ednc

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得益于多种反馈形式的支持,IP2736可与QR、ACF、LLC等电路架构的开关电源搭配用于PD快充,也可以与升降压电路搭配用于大功率快充车充和移动电源等应用。9p2ednc

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英集芯 IP2736 详细资料。9p2ednc

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搭配使用的同步升降压控制器来自南芯科技,型号SC8701,这是一款同步4开关降压升压控制器,它可以有效地输出电压,无论是高、低或等于输入电压。同时也支持非常宽的输入和输出电压范围,它可以支持2.7V到36V的输入范围和2V到36V的输出范围。驱动器电压设置为10V,以充分利用外部MOSFET实现最高效率。9p2ednc

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南芯科技SC8701资料信息。9p2ednc

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充电头网拆解了解到,南芯升降压芯片可广泛应用在充电器、无线充、移动电源、车充等产品上,并被小米80W帆船风冷无线充华为50W超级快充无线车充安克PowerHouse II 400户外电源羽博300W便携式储能电源紫米20号200W PD快充移动电源征拓100W双向快充移动电源SuperTank Pro三星10000mAh 25W PD快充移动电源小米20000mAh移动电源 50W超级闪充版等数十款产品采用。9p2ednc

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搭配南芯科技SC8701使用的开关管来自砹德曼,型号AD40N60D5,NMOS,耐压40V,导阻4.3mΩ,采用PPAK5x6封装。9p2ednc

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砹德曼AD40N60D5资料信息。9p2ednc

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充电头网拆解了解到,砹德曼各型号MOS管已进入小米mophie魅族公牛绿联网易智造等知名品牌供应链,产品质量获得市场高度认可。9p2ednc

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另外两颗型号相同。9p2ednc

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升降压电感采用双线绕制,外套热缩管绝缘,并打胶固定。9p2ednc

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输入VBUS开关管来自锐骏半导体,型号RUH4040M2,是一颗耐压40V的NMOS,导阻5.5mΩ,采用PDFN3333封装。9p2ednc

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100W USB-C口和USB-A口降压电路的主控芯片采用智融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。9p2ednc

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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。9p2ednc

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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9p2ednc

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另一颗SW3516H 主控芯片特写。9p2ednc

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两路降压开关管均来自锐骏半导体,型号RUH4040M2。9p2ednc

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另一路两颗开关管型号相同。9p2ednc

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降压电感采用磁环绕制,外套热缩管绝缘。9p2ednc

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两颗滤波电容来自丰宾,PT系列固态电容,规格为470μF 25V,分别用于100W USB-C和USB-A口输出滤波。9p2ednc

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一颗MCU来自芯海科技,型号CSU32P10,是一颗内置12位ADC的8位MCU,用于充电器自动功率控制等功能,芯片内部集成振荡器,支持2.4~5.5V工作电压,采用MSOP10封装。9p2ednc

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芯海科技 CSU32P10 资料信息。9p2ednc

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LED电源指示灯特写。9p2ednc

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USB-C接口采用橙色胶芯,过孔焊接固定。9p2ednc

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USB-A母座采用橙色胶芯,正负极加宽,支持大电流快充。9p2ednc

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全部拆解一览,来张全家福。9p2ednc

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充电头网拆解总结9p2ednc

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倍思推出的这款140W氮化镓充电器具备2C1A接口,USB-C1接口支持28V输出,满足苹果MacBook Pro 16笔记本电脑的快充。此外USB-C2接口支持100W快充,USB-A口支持60W快充,多口共同使用时支持功率自动分配。能够满足手机,笔记本电脑和其他设备供电需求。9p2ednc

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充电头网通过拆解了解到,这款充电器内部采用恩智浦TEA2016高集成电源芯片,PFC开关管采用纳微NV6127氮化镓功率芯片,LLC开关管采用华瑞微HRD65T180GE,固定电压输出。输出采用一路升降压电路和两路同步降压电路,用于三个接口的快充输出。9p2ednc

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140W输出采用英集芯IP2736协议芯片搭配南芯SC8701同步升降压控制器,两路降压采用智融SW3516H降压芯片。PCBA模块包裹黄铜散热片进行散热,并使用大面积导热垫和导热胶填充,加强散热,降低温升。9p2ednc

责编:Ricardo
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