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拆解报告:科沃140W 1A1C氮化镓充电器

2023-11-24 充电头网 阅读:
充电头网拿到了KOVOL科沃的一款PD3.1氮化镓充电器,接下来就带来这款140W氮化镓双口充电器的拆解,一起看看内部的用料和做工。
 

前言yxBednc

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充电头网拿到了KOVOL科沃的一款PD3.1氮化镓充电器,这款充电器采用白色机身,配有折叠美规插脚,便于日常携带和收纳。充电器配有1A1C接口,USB-C接口支持140W PD3.1快充,USB-A接口支持18W快充。yxBednc

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充电器机身侧面设有LED指示灯,用于指示供电状态。充电器内部还使用氮化镓和碳化硅第三代半导体器件,提高效率,降低发热并减小体积。接下来就带来科沃这款140W氮化镓双口充电器的拆解,一起看看内部的用料和做工。yxBednc

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科沃140W氮化镓充电器开箱yxBednc

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包装盒正面印有KOVOL品牌、产品名称、外观简图以及140W标识。yxBednc

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背面印有充电器基本信息以及公司联系信息等。yxBednc

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包装内含充电器和使用说明书等。yxBednc

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KOVOL 140W充电器采用高阻燃防火材质制作外壳,表面细纹磨砂处理,手感细腻。此外,机身拼接线条设计,增添工程机械感。yxBednc

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充电器机身通体白色,设计风格简约。yxBednc

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正面下方边缘设计有KOVOL品牌。yxBednc

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机身一侧印有充电器参数。yxBednc

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产品参数特写yxBednc

型号:KV-PC019yxBednc

输入:100-240V~ 50/60Hz 1.8A MaxyxBednc

输出:yxBednc

PD:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A 140W MaxyxBednc

QC:5V3A、9V2A、12V1.5A 18W MaxyxBednc

总输出:140W MaxyxBednc

充电器通过了FCC、PSE认证,以及VI级能效认证。yxBednc

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输入端配备可折叠美规插脚,收纳自如方便携带。yxBednc

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另一端配置1A1C双输出接口以及指示灯。yxBednc

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实测充电器机身长度为87.23mm。yxBednc

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宽度为68.99mm。yxBednc

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厚度为32.71mm。yxBednc

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和苹果140W充电器对比,两者大小相当。yxBednc

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充电器拿在手上的大小直观感受。yxBednc

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另外测得充电器净重约为299g。yxBednc

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通电状态下,指示灯亮白光。yxBednc

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使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得USB-C口支持QC3.0/4+、PD3.1、PPS、DCP、Apple 2.4A充电协议。yxBednc

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

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测得USB-A口支持FCP、AFC、QC3+、SFCP、DCP、Apple 2.4A充电协议。yxBednc

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科沃140W氮化镓充电器开箱yxBednc

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看完了科沃这款氮化镓充电器的外观和测试,下面就进行拆解,一起来看看内部的用料和做工。yxBednc

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首先沿壳体接缝拆开充电器外壳,内部PCBA模块粘贴导热垫。yxBednc

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导热垫粘贴在纯铜散热片上。yxBednc

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散热片通过胶带与PCBA模块绝缘。yxBednc

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从壳体内部取出PCBA模块。yxBednc

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壳体内部铜片粘贴胶带绝缘。yxBednc

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折叠插脚通过导线焊接连接到PCBA模块供电。yxBednc

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PCBA模块正面元件打胶加固散热,变压器粘贴导热垫,初次级之间插入塑料片绝缘。yxBednc

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在PCBA模块背面粘贴导热垫帮助散热,导热垫缺口处为绝缘塑料片和贴片Y电容。yxBednc

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使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为80.8mm。yxBednc

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PCBA模块宽度约为56.2mm。yxBednc

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PCBA模块厚度约为22.7mm。yxBednc

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PCBA模块正面一览,顶部焊接输入保险丝,向左焊接共模电感,安规X2电容,共模电感,整流桥。下方焊接NTC热敏电阻和PFC升压电感。右侧焊接五颗高压滤波电容,右侧焊接谐振电感,谐振电容和变压器。yxBednc

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在右下角焊接输出滤波电容。左侧为USB-C和USB-A口降压电路,上方为初级控制小板。yxBednc

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PCBA模块背面焊接PFC开关管,PFC整流管。中间焊接两颗氮化镓开关管,右侧焊接两颗贴片Y电容,同步整流控制器和两颗同步整流管,上方焊接一颗降压转换器和两颗降压开关管。yxBednc

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通过对PCBA模块的观察发现,科沃这款140W氮化镓快充采用PFC+LLC+SR的高效谐振电源架构,固定电压输出。输出为降压小板供电,通过两路独立的同步降压电路,实现USB-C和USB-A接口的快充输出。下面我们就从输入端开始了解各个器件的信息。yxBednc

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PCBA模块侧面一览,左侧焊接LLC变压器,中间位置焊接保险丝,共模电感,安规X2电容,共模电感和整流桥。yxBednc

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输入端保险丝来自诚润,规格为5A 250V。yxBednc

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共模电感采用漆包线和绝缘线绕制。yxBednc

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安规X2电容来自岱恩,规格为1μF。yxBednc

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第二级共模电感采用扁铜线绕制。yxBednc

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PCBA模块侧面焊接整流桥,薄膜滤波电容和PFC升压电感。yxBednc

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整流桥来自平伟,型号GBU1510,规格为15A 1000V。yxBednc

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NTC热敏电阻型号2.5D-11,用于抑制上电的浪涌电流。yxBednc

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薄膜滤波电容来自东莞成希,规格为1μF450V。yxBednc

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在PCBA模块中间位置焊接一块控制小板,用于初级开关电源控制。yxBednc

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控制小板上焊接一颗主控芯片,还有一颗反馈光耦。yxBednc

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小板背面焊接有阻容元件。yxBednc

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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。yxBednc

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亿光 EL1018光耦用于输出电压反馈。yxBednc

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47μF50V电解电容用于为主控芯片供电。yxBednc

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PFC升压开关管采用镓未来 G1N65R150PB-N,是一颗耐压650V的氮化镓功率器件,瞬态耐压800V,标称导阻150mΩ,栅极耐压支持±20V,可使用传统硅MOS驱动,相比增强型氮化镓,大大简化栅极驱动电路设计。yxBednc

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镓未来 G1N65R150PB-N 采用PQFN8x8封装,散热焊盘为源极,减小高频走线面积,提升EMI性能。yxBednc

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充电头网通过拆解了解到,镓未来氮化镓功率器件此前已被铁甲65W氮化镓无线智能充电器绿巨能65W三口氮化镓快充充电器 悦米65W 1A1C氮化镓快充充电器唯沃丰65W 2C1A氮化镓快充充电器等产品采用。yxBednc

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40mΩ电流取样电阻用于检测PFC开关管电流。yxBednc

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PFC升压电感采用ATQ2516磁芯绕制。yxBednc

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PFC整流管来自美浦森,型号为MSM06065G1,是一颗650V耐压,150℃连续正向电流6A的碳化硅二极管,采用DFN5*6封装,超薄封装节省体积,适用于高功率密度的大功率氮化镓快充应用。yxBednc

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高压滤波电容来自永铭,规格为27μF450V,五颗并联,总容量为135μF。yxBednc

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LLC半桥氮化镓开关管采用镓未来G1N65R240PB,是一颗耐压650V的氮化镓功率器件,瞬态耐压800V,标称导阻240mΩ,栅极耐压支持±20V,可使用传统硅MOS驱动,相比增强型氮化镓,大大简化栅极驱动电路设计。yxBednc

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镓未来 G1N65R240PB 采用PQFN8*8封装,散热焊盘为源极,减小高频走线面积,提升EMI性能。yxBednc

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谐振电容规格为0.033μF 630V。yxBednc

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谐振电感采用EE15磁芯绕制。yxBednc

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输出端焊接滤波电容和LLC变压器。yxBednc

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LLC变压器采用ATQ2716磁芯绕制。yxBednc

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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TMY1102M。yxBednc

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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。yxBednc

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充电头网了解到,特锐祥贴片Y电容除了被麦多多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,还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yxBednc

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另一颗特锐祥Y电容特写。yxBednc

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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。yxBednc

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同步整流管来自恒泰柯,型号HGN050N10AL,NMOS,耐压100V,导阻4.4mΩ,采用DFN5*6封装。yxBednc

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输出滤波电容来自柏瑞凯,为RT系列超高纹波电流产品,规格为680μF35V。yxBednc

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充电头网拆解了解到,柏瑞凯的产品广泛应用于充电器、车充、无线充、移动电源、储能电源等领域,并被华为OPPO、vivo、小米荣耀、三星、联想、传音、紫米努比亚公牛ANKER等知名品牌的多款产品采用,产品获得市场的高度认可yxBednc

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输出滤波电感采用胶带缠绕绝缘。yxBednc

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输出端焊接USB-A和USB-C母座小板以及对应的降压电感和输出滤波电容。yxBednc

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用于USB-C接口降压输出的控制器来自南芯科技,型号SC8002,是一款同步降压控制器,可配置为双输出或单输出。SC8002 通过设置分压电阻将输出电压调节到一个5V或其他电压。还提供了高精度的输出限流。当两个输出通道中的任何一个达到设定的电流限流时,SC8002 进入恒流(CC)模式。总输出功率可由电阻设置,便于恒功率控制。yxBednc

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SC8002 可对频率设置并选择 PWM 或 PFM 工作模式。通过最小的 BOM,可以为用户的不同应用实现最大的功能。SC8002 还支持全功能保护,包括欠压保护、过压保护、短路保护和自动重启、过温保护。SC8002 主要应用于车载充电器,多组接口适配器,Hub ,工业电压转换等。yxBednc

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充电头网通过拆解了解到,南芯科技 SC8002还被vivo X Fold原装80W双C口氮化镓闪充阿卡西斯300W便携式储能电源科讯65W 1A1C氮化镓快充Aukey 100W氮化镓快充摩米士65W 2C1A氮化镓快充等产品采用。yxBednc

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同步降压开关管来自锐骏半导体,型号RUH4040M2,NMOS,耐压40V,导阻5.5mΩ,采用PDFN3333封装。yxBednc

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降压电感采用磁环绕制,外套热缩管绝缘。yxBednc

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输出协议小板正面焊接协议芯片和USB-C母座。yxBednc

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背面焊接VBUS开关管和电流取样电阻。yxBednc

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USB-C接口协议芯片采用英集芯IP2736,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。yxBednc

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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。yxBednc

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英集芯 IP2736 详细资料。yxBednc

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输出VBUS开关管采用锐骏半导体 RUH4040M2。yxBednc

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USB-C母座采用过孔焊接固定,绿色胶芯不露铜。yxBednc

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USB-A口降压芯片采用英集芯IP6525S,是一颗集成同步开关的降压转换器,支持多种快充协议,支持车载充电器,快充适配器和排插应用。芯片内置功率管,支持32V电压输入,支持22.5W快充输出。yxBednc

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英集芯 IP6525S 详细资料。yxBednc

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降压电感外套热缩管绝缘。yxBednc

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USB-A母座过孔焊接固定,绿色胶芯,小板背面焊接TVS用于静电保护。yxBednc

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输入输出滤波电容均来自柏瑞凯,为RN系列小尺寸固态电容,规格为100μF35V。yxBednc

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贴片LED电源指示灯特写。yxBednc

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全部拆解一览,来张全家福。yxBednc

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充电头网拆解总结yxBednc

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科沃这款140W氮化镓充电器采用白色外壳,并配有折叠插脚,美观实用,便于携带。充电器配有1A1C接口,USB-C接口支持140W输出,可以满足苹果MacBook Pro笔记本电脑的快充需求,还可以用于PD3.1移动电源大功率快充。USB-A接口支持18W快充,满足日常设备的充电需求。yxBednc

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充电头网通过拆解了解到,科沃这款140W氮化镓充电器采用恩智浦TEA2016高集成电源芯片,用于PFC和LLC控制。PFC开关管和LLC开关管均来自镓未来,采用 G1N65R150PB-N 用于PFC开关管,两颗 G1N65R240PB用于LLC开关管。并采用美浦森 MSM06065G1 碳化硅二极管用于PFC整流。yxBednc

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二次降压方案来自英集芯,采用 IP2736 协议芯片用于USB-C接口输出控制,搭配使用南芯 SC8002 同步整流控制器。USB-A接口采用英集芯 IP6525S 降压芯片。输出滤波电容全部来自柏瑞凯。内部PCBA模块打胶填充,并使用纯铜散热片,提升散热能力,满足长时间满功率输出使用。
责编:Ricardo
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