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拆解报告:公牛140W 3C1A山峰系列氮化镓快充插座

2023-11-10 充电头网 阅读:
公牛推出了山峰系列快充插座的140W款式,这款插座采用斜坡造型设计,黑色配色更加稳重,相比传统白色外壳更具有高级感。下面充电头网就带来公牛140W山峰快充插座的拆解,一起看看内部的用料和设计。

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前言
 
公牛推出了山峰系列快充插座的140W款式,这款插座采用斜坡造型设计,黑色配色更加稳重,相比传统白色外壳更具有高级感。插座具备三个新国标五孔插孔,并且具备3C1A快充接口,可以满足办公桌面使用笔记本电脑,连接显示器,为手机和其他外设充电需求。
 
插座具备物理开关,可以实现全局供电控制,无需频繁插拔插头。USB-C1接口支持140W快充,USB-C2支持100W快充,USB-C3支持30W快充,USB-A口支持22.5W快充,接口支持功率自动分配。下面充电头网就带来公牛140W山峰快充插座的拆解,一起看看内部的用料和设计。
 

 

公牛140W山峰快充插座开箱
 
 
包装盒正面印有BULL公牛品牌、插座名称、外观以及1.5米线长、140W、高效快充卖点等。
 
 
背面印有产品特点、技术参数以及商家信息。
 
 
产品参数特写,下面到实物环节再详细介绍。
 
 
包装内含公牛140W山峰系列氮化镓快充插座以及数据线。
 
 
附带数据线是USB-C to USB-C线,线头外壳网尾一体式设计,表面磨砂方便插拔,同时还设计有BULL品牌。
 
 
USB-C公头内部是经典蓝色配色,非满PIN设计。
 
 
使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得线缆带有E-Marker芯片,电力传输能力为50V5A,支持USB PD3.1 240W快充,数据传输能力为USB4 Gen3(40Gb)。
 
 
这款产品延续公牛山峰系列快充插座相同外观设计,通体黑色涂装,阻燃壳体表面使用了磨砂质感工艺,纹理设计搭配金属质感装饰圈,前方底部带有氛围指示灯,彰显档次的同时更显时尚。
 
 
插头顶面中心设计有公牛品牌。
 
 
此外两侧做了方便插拔设计,内侧有规格信息:10A 250V~,通过了CCC认证。
 
 
插座一大特点是机身底部“砍”去了一个部分,让机身倾斜30°朝上,带来更合理的插拔角度,提升使用舒适性。
 
 
机身边角过渡圆润,顶面以及一侧各设有一组3+2新国标组合插口。
 
 
另一侧也设有一组3+2新国标组合插口,可以同时为三个大功率电器供电。
 
 
机身边缘设计有MAX 2500W字样,表明这款插座最大承载功率。
 
 
AC插口均内置安全门防止异物进入,保证用电安全。
 
 
背面设有一键总控开关。
 
 
总控开关亮面工艺处理,正面一侧设有一道凸起,用于提示用户。
 
 
线缆与机身连接处设有胶套保护。
 
 
机身正面采用点状纹理装饰板,边缘还喷涂玫瑰金漆点缀。正面配备3C1A四个USB接口,均为经典蓝色胶芯,接口旁印有相应区别标识。
 
 
机身底部印有产品参数,另一面设有指示灯。
 
 
产品参数特写
型号:GNV-MS1143
额定电压:250V~
最大功率:2500W
最大电流:10A
USB输入:200-240V~ 50/60Hz 2.5A
USB单口输出:
USB-C1:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A
USB-C2:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A
USB-C3:5V3A、9V3A、12V2.5A
USB-A:5V3A、9V2A、10V2.25A
USB双口输出:
USB-C1+USB-C2:65W+65W
USB-C1/C2+USB-C3:100W+30W
USB-C1/C2+USB-A:100W+22.5W
USB-C3+USB-A:15W(5V3A)
USB三口输出:
USB-C1/C2+(USB-C3+USB-A):100W+15W
USB-C1+USB-C2+USB-C3:65W+45W+30W
USB-C1+USB-C2+USB-A:65W+45W+22.5W
USB四口输出:
USB-C1+USB-C2+(USB-C3+USB-A):65W+45W+15W
产品通过了CCC认证。
 
 
实测这款插座电源线长度约为146cm。
 
 
机身长度约10cm。
 
 
高度为84.95mm。
 
 
宽度为84.02mm。
 
 
另外测得产品总重量约为558g。
 
 
接通电源,指示灯亮蓝色光,方便夜间用户确认位置同时不会直射人眼,保证夜间睡眠。
 
 
使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得USB-C1口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、PD3.1、DCP、Apple 2.4A充电协议。
 
 
PDO报文显示USB-C1口具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A六组固定电压档位。
 
 
测得USB-C2口兼容协议和USB-C1口的一样,不过接口支持的是PD3.0快充标准,最大输出功率100W。
 
 
PDO报文显示USB-C2口具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五组固定电压档位。
 
 
测得USB-C3口同样支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、PD3.0、DCP、Apple 2.4A充电协议。
 
 
PDO报文显示USB-C3口具备5V3A、9V3A、12V2.5A三组固定电压档位。
 
 
最后测得USB-A口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、DCP、Apple 2.4A充电协议。
 

 

公牛140W山峰快充插座拆解
 
看完了公牛140W山峰快充插座的开箱和测试,下面就进行拆解,一起看看内部的用料和设计。
 
 
首先沿面板缝隙撬开插座面板,面板通过卡扣固定。
 
 
插座内部USB快充模块包裹铜片加强散热。
 
 
从插座壳体中取出USB快充模块。
 
 
插座壳体内部通过螺丝固定。
 
 
固定螺丝特写。
 
 
USB快充模块通过导线焊接连接供电。
 
 
快充模块正面采用黄铜散热片覆盖,对应USB接口位置开孔。
 
 
模块背面也覆盖黄铜散热片,与PCB之间通过黑色麦拉片绝缘。
 
 
透过黄铜散热片的开孔,看到内部小板通过胶水固定。
 
 
拆下PCBA模块覆盖的散热片,清理掉内部填充的导热胶,继续进行拆解。
 
 
PCBA模块正面一览,右上角为交流输入端,焊接保险丝,NTC热敏电阻,共模电感,安规X2电容。下方焊接薄膜滤波电容和磁环电感。左上角焊接高压滤波电容,下方焊接开关变压器。在变压器右侧焊接一颗高压滤波电容和PFC升压电感。
 
左下角焊接同步整流管和输出滤波电容,并焊接三块USB-C降压小板和USB-A母座,右下角焊接一颗贴片Y电容。
 
 
PCBA模块背面左侧焊接两颗整流桥,PFC控制器,用于PFC开关管的氮化镓功率芯片,PFC整流管,中间焊接AHB控制器和隔离驱动器,右侧焊接两颗氮化镓功率芯片。下方焊接两颗贴片Y电容和两颗反馈光耦。
 
通过对这款PCBA模块的观察发现,公牛140W快充插座采用PFC+AHB非对称半桥架构,固定电压输出。输出采用三路独立的降压电路,由协议芯片实现四个接口的独立快充输出以及功率自动分配。下面我们就从输入端开始了解各个器件的信息。
 
 
PCBA模块输入端一览,右侧焊接保险丝,NTC热敏电阻,共模电感,安规X2电容,共模电感和薄膜滤波电容。
 
 
输入端保险丝来自华德电子,规格为3.15A 250V。
 
 
NTC热敏电阻用于抑制上电的浪涌电流。
 
 
共模电感采用漆包线和绝缘线绕制,底部焊接绝缘支架。
 
 
安规X2电容来自STE松田电子,规格为0.33μF。
 
 
另一颗共模电感采用扁铜带绕制。
 
 
整流桥来自晶恒,型号JBF410,规格为4A 1000V,两颗半桥连接,均摊发热。
 
 
两颗滤波电容来自STE松田电子,规格为0.68μF450V。
 
 
磁环滤波电感外套热缩管绝缘。
 
 
高压MLCC用于输出滤波。
 
 
PFC控制器采用矽力杰SY5072B,丝印d9,运行在临界模式,采用恒定导通时间运行,内置的升压转换器采用准谐振开关,谷底开通,以获得高效率及优化EMI性能。
 
 
氮化镓功率芯片来自纳微,型号NV6138A。是一颗高集成度的氮化镓功率芯片,内部集成驱动器和高精度无损耗电流采样电路,无需外置电流取样电阻,消除取样电阻的损耗。NV6138A内置120mΩ导阻,700V耐压的氮化镓开关管,支持2MHz开关频率,采用6*8mm QFN封装,具有更大的散热面积,降低温升。
 
 
纳微半导体 NV6138A 资料信息。
 
 
PFC升压电感标注功率和PFC字样,磁芯缠绕高温胶带绝缘。
 
 
PFC整流管来自美浦森,型号MSL06065G1,是一颗耐压650V的碳化硅二极管,150℃工作电流6A,采用DFN8*8封装。
 
 
旁路二极管来自晶恒,型号S3MBT,规格为3A 1000V。
 
 
侧面焊接高压滤波电容和为主控芯片供电的滤波电容。
 
 
高压滤波电容来自JSH万京源,规格为450V33μF,三颗并联,总容量为99μF。
 
 
AHB控制器来自杰华特,型号JW1556,是一款非对称半桥反激式控制器,采用 QFN 4x4-20封装,适用于离线反激式转换器应用。芯片内部集成供电升压转换器,输入电压范围 2.5-38V,最高工作频率达1.5MHz,支持65-300W快充应用。
 
 
杰华特 JW1556 在重负载下工作在ZVS模式,支持Adaptive ZVS 开关,实现效率最优化。在轻负载下工作在DCM模式,可提供主电源开关和辅助开关两路输出控制,支持高压启动、X电容放电、突发模式控制、可调线路补偿等功能。
 
 
半桥驱动器来自纳芯微,型号NSD1624D,是一颗高压半桥驱动芯片,支持TTL和CMOS逻辑信号输入,满足半桥,全桥以及LLC应用。
 
 
两颗AHB开关管采用纳微NV6136A,这是一颗高集成的氮化镓功率芯片,内置驱动器以及高精度无损耗电流采样电路,消除取样电阻的损耗。NV6136A内置170mΩ导通电阻,耐压700V的氮化镓开关管,支持2MHz开关频率,采用6*8mm QFN封装,节省面积。
 
 
纳微NV6136A资料信息。
 
充电头网通过拆解了解到,纳微NV6136A已被安克全氮化镓120W充电器iQOO 10 Pro原装200W氮化镓超快闪充联想拯救者135W氮化镓快充黑鲨120W星流GaN快充vivo X Fold原装80W双C口闪充氮化镓充电器等知名品牌的数十款产品采用
 
 
为主控芯片供电的滤波电容规格为100V4.7μF。
 
 
谐振电容规格为0.47μF450V。
 
 
侧面焊接变压器,同步整流管和滤波固态电容。
 
 
变压器磁芯缠绕铜箔屏蔽,并缠绕高温胶带绝缘。
 
 
两颗贴片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。料号均为TMY1681M。
 
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。
 
 
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
 
 
还有一颗贴片Y电容料号为TMY1221K。
 
 
第四颗贴片Y电容料号为TMY101K。
 
 
光宝 LTV1009光耦用于输出电压反馈和PFC控制。
 
 
同步整流控制器来自杰华特,丝印JWRU,实际型号为JW7726H,支持ACF,AHB,DCM,QR和CCM反激工作模式,支持高侧和低侧应用,芯片支持直接由输出电压供电,具有极低的静态电流,具备快速驱动能力,用于CCM运行模式。
 
 
杰华特 JW7726H 资料信息。
 
 
两颗同步整流管来自维安,型号WMB072N12LG2,NMOS 耐压120V,导阻5.4mΩ,采用PDFN5060-8L封装。
 
 
输出滤波电容来自JSH万京源,规格为1000μF35V。
 
 
另外两颗滤波电容规格为470μF35V。
 
 
输出端焊接三块降压小板和电源指示灯小板。
 
 
USB-C1和C2口的协议芯片采用英集芯IP2738U,这是一颗支持多个USB接口的协议芯片,支持双口18-140W快充应用,具备独立的反馈控制,具备独立的USB PD控制,相当于两颗IP2736整合到一颗芯片内部,快充规格与IP2736相同。支持USB PD3.1 28V EPR档位,支持UFCS融合快充,并支持PD3.0/PPS等丰富全面的快充协议,兼容性非常好。
 
英集芯IP2738U内置四路独立的NMOS驱动,可用于多个接口输出控制,控制多个VBUS开关管进行输出端口切换以及两路电源并联控制,并且支持双路独立的过流、过压以及短路保护,确保使用安全。
 
 
英集芯 IP2738U 资料信息。
 
 
USB-C3和USB-A口协议芯片来自英集芯,型号为IP2726,是一颗应用非常广泛的协议芯片。英集芯IP2726是一颗集成多种协议、用于USB输出端口的快充IC,支持Type-C DFP、PD2.0/3.0、PPS、QC4+、QC2.0/3.0、FCP、AFC、SCP、MTK PE+、Apple2.4A、BC1.2以及三星2A等协议。具有高集成度和丰富的功能,在应用时仅需极少的外围器件,有效减小整体方案的尺寸,降低BOM成本。
 
 
英集芯 IP2726 资料信息。
 
 
7550稳压器用于为协议芯片供电。
 
 
用于USB-C1和C2接口的降压小板特写,正面焊接降压电感和输出滤波电容。
 
 
背面焊接同步降压控制器,同步降压MOS管和VBUS开关管。
 
 
用于降压输出的同步整流降压控制器来自英集芯,型号为IP6550,是一款支持36V输入的同步降压控制器,内置NMOS管驱动,外置两个MOS管进行高效同步整流降压。IP6550通过反馈引脚调节输出电压。开关频率135KHz,输入端耐压48V,内置完善的保护功能。英集芯IP6550采用3*3mm QFN16封装,可实现简化的同步降压转换电路设计。
 
IP6550可用于车载充电器、多口适配器、智能插排、支持USB-C接口的插排以及行车记录仪应用。同步整流降压具有高转换效率,高输出电流可用于多口5V输出,搭配PD协议芯片可实现宽范围电压调节,满足USB PD3.1的应用。
 
 
英集芯 IP6550 资料信息。
 
 
降压电感采用磁环绕制。
 
 
同步降压开关管来自新洁能,型号NCEP4040Q,NMOS,耐压40V,导阻7.7mΩ,采用DFN3.3*3.3封装。
 
 
输出滤波电容来自东佳,为KW系列固态电容,规格为35V220μF。
 
 
输出VBUS开关管来自维安,型号WMB50P04TS,是一颗耐压40V的PMOS,导阻10mΩ,采用PDFN5060-8L封装。
 
 
USB-C母座采用过孔焊接固定,蓝色胶芯不露铜。
 
 
另一颗输出滤波电容来自东佳,规格为35V100μF。
 
 
用于USB-C3和USB-A口的降压小板正面焊接降压电感和输出滤波电容。
 
 
背面焊接同步降压控制器,同步降压MOS管和VBUS开关管。
 
 
同步降压控制器采用英集芯IP6550,与另外两路型号相同。
 
 
降压电感采用磁环绕制。
 
 
降压MOS管同样采用新洁能 NCEP4040Q。
 
 
输出滤波电容规格为25V100μF。
 
 
两颗VBUS开关管来自平伟,型号D40N03HL,NMOS,耐压40V,导阻6mΩ,使用两颗分别用于USB-C3和USB-A口输出控制。
 
 
USB-C母座采用过孔焊接固定,蓝色胶芯不露铜。
 
 
USB-A母座采用过孔焊接,蓝色胶芯。
 
 
侧面焊接的LED指示灯小板一览。
 
 
全部拆解一览,来张全家福。
 

 

充电头网拆解总结
 
公牛山峰140W快充插座自带1.5米长电源线,插座配备了三个新国标五孔插孔和3C1A四个USB快充接口,同时满足家用电器和笔记本电脑以及手机等设备的供电需求。插座配有电源开关,可实现全局供电控制。USB-C接口支持140W输出功率,并支持功率自动分配,四个接口均支持快充。
 
充电头网通过拆解了解到,公牛山峰快充插座采用插座模块与快充模块分离设计,快充模块通过导线焊接连接。快充模块采用PFC+AHB架构,使用矽力杰SY5072B搭配纳微NV6138A氮化镓功率芯片用于PFC升压,并使用美浦森MSL06065G1碳化硅二极管整流。
 
AHB半桥采用杰华特JW1556控制器搭配纳芯微NSD1624D半桥驱动器,驱动两颗纳微NV6136A氮化镓功率芯片。输出采用英集芯IP2738U搭配IP2726进行协议控制和多口功率分配,使用IP6550同步降压控制器进行降压输出。PCBA模块内部灌封,并包裹黄铜散热片。内部元件均为知名品牌,整体用料扎实,做工可靠。
 
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