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拆解报告:公牛240W 3C1A氮化镓桌面充电器

2023-11-28 充电头网 阅读:
公牛这款桌面充电器采用数控PFC+LLC架构,使用三颗氮化镓器件,内部采用灌胶散热技术,并配有智能芯片实时检测充电器温度。降低发热,提升效率,使用更加安全。下面充电头网就带来公牛这款240W氮化镓桌面充电器的拆解,一起看看内部的方案和用料。
 

前言vk4ednc

公牛推出了一款自带线的PD3.1桌面充电器,这款充电器采用常见的方块造型,具备卵石灰和糯米白两种颜色选择。充电器自带1米长电源线,具备3C1A快充接口,其中USB-C1支持140W快充,USB-C2支持100W快充,能够同时满足两台笔记本电脑满功率充电。vk4ednc

USB-C3接口支持30W快充,USB-A口也支持22.5W快充,得益于充足的输出功率,三个USB-C接口同时使用时,输出功率自动分配为140W+65W+30W,充分满足多个设备的同时快充需求,缩短充电时间,提升使用体验。vk4ednc

公牛这款桌面充电器采用数控PFC+LLC架构,使用三颗氮化镓器件,内部采用灌胶散热技术,并配有智能芯片实时检测充电器温度。降低发热,提升效率,使用更加安全。下面充电头网就带来公牛这款240W氮化镓桌面充电器的拆解,一起看看内部的方案和用料。vk4ednc

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公牛240W氮化镓桌面充电器外观vk4ednc

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包装盒整体延续公牛安全快充系列插座的灰色基调设计,正面印有公牛品牌、产品名称、外观图、型号、功率标识等。vk4ednc

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背面印有产品特点及相关介绍、技术参数以及商家信息等。vk4ednc

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产品参数特写,下面到实物环节再详细介绍。vk4ednc

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包装内含公牛240W氮化镓桌面充电器以及数据线,产品机身外套防尘塑料袋。vk4ednc

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附带数据线是USB-C to USB-C线,常规白色配色,线头外壳网尾一体式设计,并且一面设计有BULL品牌logo。vk4ednc

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测得数据线长度约为104cm。vk4ednc

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另外使用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)。vk4ednc

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公牛240W氮化镓桌面充电器电源线与机身一体式设计,整体以白色为主色调,采用很简约的风格设计。vk4ednc

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电源线采用国标双脚插头,规格为10A 250V~,通过了CCC认证。vk4ednc

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线缆与机身连接处设有胶套进行保护。vk4ednc

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公牛240W氮化镓桌面充电器机身趋于方块造型,主体为一体式的白色外壳,绝大部分区域磨砂工艺处理,输入端边缘亮面点缀,同时输出端也采用银色亮面板装饰,整体辨识度还不错。vk4ednc

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机身正面中心印有BULL公牛品牌logo。vk4ednc

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背面中心印有240W GaN标识。vk4ednc

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输入端外壳印有产品详细规格参数。vk4ednc

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产品参数特写vk4ednc

型号:GNV-A12404vk4ednc

输入参数:200-240V~50/60Hz 2.1Avk4ednc

USB单口输出:vk4ednc

USB-C1:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5Avk4ednc

USB-C2:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5Avk4ednc

USB-C3:5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5Avk4ednc

USB-A:5V3A、9V2A、10V2.25Avk4ednc

USB双口输出:vk4ednc

USB-C1+USB-C2:140W+100Wvk4ednc

USB-C1+USB-C3:140W+30Wvk4ednc

USB-C1+USB-A:140W+22.5Wvk4ednc

USB-C2+USB-C3:100W+30Wvk4ednc

USB-C2+USB-A:100W+22.5Wvk4ednc

USB-C3+USB-A:15Wvk4ednc

USB三口输出:vk4ednc

USB-C1+USB-C2+ USB-C3:140W+65W+30Wvk4ednc

USB-C1+USB-C2+USB-A:140W+65W+22.5Wvk4ednc

USB-C1+(USB-C3+USB-A) :140W+15Wvk4ednc

USB-C2+(USB-C3+USB-A):100W+15Wvk4ednc

USB四口输出:vk4ednc

USB-C1+USB-C2+(USB-C3+USB-A):140W+65W+(15W)vk4ednc

产品通过了CCC认证。vk4ednc

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输出端配备3C1A四个USB接口,每个接口旁都有相应标识设计,方便用户区别使用。vk4ednc

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测得公牛240W氮化镓桌面充电器电源线长度约为96cm。vk4ednc

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机身长度为92.13mm。vk4ednc

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宽度为86.85mm。vk4ednc

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厚度为30.93mm。vk4ednc

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使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得USB-C1口支持FCP、SCP、AFC、QC3+、SFCP、PD3.1、DCP、SAM 2A充电协议。vk4ednc

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PDO报文显示USB-C1口具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A六组固定电压档位。vk4ednc

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测得USB-C2口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、SFCP、PD3.0、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充电协议。vk4ednc

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PDO报文显示USB-C2口具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五组固定电压档位。vk4ednc

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测得USB-C3口同样支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、SFCP、PD3.0、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充电协议。vk4ednc

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PDO报文显示USB-C3口具备5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五组固定电压档位。vk4ednc

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测得USB-A口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、SFCP、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充电协议。vk4ednc

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公牛240W氮化镓桌面充电器拆解vk4ednc

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看完了公牛这款240W氮化镓桌面充电器的开箱和测试,下面就进行拆解,一起看看内部的方案和用料。vk4ednc

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首先沿面板缝隙撬开插座面板,面板通过超声波焊接固定。vk4ednc

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由于内部为灌封填充,使用切割机切开外壳,取出内部PCBA模块。vk4ednc

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PCBA模块整体灌胶填充,对应输出侧留有空隙。vk4ednc

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PCBA模块交流输入端完全被打胶填充。vk4ednc

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PCBA模块背面设有黄铜散热片。vk4ednc

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使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为86.19mm。vk4ednc

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PCBA模块宽度约为81.54mm。vk4ednc

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PCBA模块厚度约为25.9mm。vk4ednc

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散热铜片通过焊接固定。vk4ednc

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取下PCBA模块背面的散热铜片,铜片与PCBA模块之间粘贴麦拉片绝缘。vk4ednc

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交流输入端导线焊接到垂直小板上供电。vk4ednc

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PCBA模块正面一览,右下角焊接输入滤波小板,向左焊接整流桥,滤波电容,滤波电感,左侧焊接PFC升压电感,上方焊接高压滤波电容。右侧焊接谐振电容,谐振电感和LLC变压器。vk4ednc

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右上角为同步整流管和滤波固态电容,上方分别焊接三块小板用于输出降压,左侧两颗光耦用于输出电压反馈和PFC控制。vk4ednc

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PCBA模块背面一览,焊接三颗氮化镓开关管,分别用于PFC升压和LLC半桥,还焊接一颗碳化硅二极管用于PFC整流。在两侧还焊接两颗贴片Y电容,左上角焊接同步整流控制器。vk4ednc

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通过对PCBA模块的观察发现,公牛这款3C1A氮化镓桌面充电器采用PFC+LLC+SR的高效谐振电源架构,固定电压输出,输出电压通过光耦反馈。输出为二次降压小板供电,通过三路独立的同步降压电路,实现四个接口的快充输出。下面我们就从输入端开始了解各个器件的信息。vk4ednc

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PCBA模块侧面一览,右侧焊接滤波小板,向左焊接共模电感,整流桥,滤波薄膜电容,滤波电感,左侧焊接PFC升压电感。vk4ednc

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输入端小板焊接保险丝,NTC热敏电阻,两颗安规X2电容和共模电感。vk4ednc

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小板背面没有焊接元件。vk4ednc

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输入端保险丝规格为5A 250V。vk4ednc

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NTC热敏电阻贴片焊接,丝印NSP2R54。vk4ednc

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两颗安规X2电容来自STE松田电子,规格均为0.22μF。vk4ednc

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共模电感采用漆包线和绝缘线绕制,底部焊接绝缘支架。vk4ednc

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共模电感采用扁铜线绕制。vk4ednc

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整流桥来自扬杰电子,型号GBU1510,规格为15A 1000V。vk4ednc

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两颗薄膜滤波电容来自松田电子,规格为1μF450V。vk4ednc

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另一颗薄膜电容规格相同。vk4ednc

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滤波电感采用磁环绕制,底部设有电木板绝缘。vk4ednc

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PCB正面还焊接主控芯片和同步整流管。vk4ednc

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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。vk4ednc

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为主控芯片供电的滤波电容来自万京源,规格为50V100μF。vk4ednc

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PFC升压开关管采用镓未来 G1N65R150PB-H,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。vk4ednc

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镓未来 G1N65R150PB-H 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。vk4ednc

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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。vk4ednc

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60mΩ取样电阻用于检测PFC开关管电流。vk4ednc

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PFC升压电感特写,磁芯采用胶带严密缠绕绝缘。vk4ednc

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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。vk4ednc

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晶恒 S3M 二极管用于PFC电路旁路。vk4ednc

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PFC升压电感左侧焊接高压滤波电容。vk4ednc

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高压滤波电容来自万京源,规格为450V100μF。vk4ednc

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另外两颗规格为450V22μF。vk4ednc

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LLC半桥氮化镓开关管采用镓未来G1N65R240PB-N,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。vk4ednc

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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。vk4ednc

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谐振电容来自STE松田电子,规格为0.033μF630V。vk4ednc

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谐振电感磁芯采用胶带严密缠绕绝缘。vk4ednc

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PCBA模块侧面焊接变压器和输出滤波电容。vk4ednc

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变压器磁芯缠绕铜箔屏蔽,并严密缠绕胶带绝缘。vk4ednc

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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TMY1221M。vk4ednc

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另一颗贴片Y电容规格相同。vk4ednc

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两颗1009光耦用于输出电压反馈和PFC控制。vk4ednc

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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。vk4ednc

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同步整流管来自瑶芯微,型号AKG100N077G,NMOS,耐压100V,导阻7.7mΩ,采用PDFN5*6-8L封装。vk4ednc

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输出端焊接滤波固态电容和三路降压小板以及USB-A母座。vk4ednc

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输出滤波电容来自万京源,规格为470μF35V,四颗并联。vk4ednc

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另两颗滤波电容规格为220μF35V。vk4ednc

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USB-C1降压小板特写,焊接输入输出滤波电容和降压电感。vk4ednc

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另一面焊接降压主控芯片,同步降压开关管和VBUS开关管。vk4ednc

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充电器USB-C1接口使用智融SW3566H降压控制器,这颗芯片是一款高集成度的多快充协议双口充电SOC芯片,支持USB-C和USB-A接口充电,并支持双口独立限流。芯片内部集成了高效率同步降压转换器,支持20V7A和28V5A输出,支持PD3.1/QC/SCP/UFCS等快充协议,支持快充协议定制,最大支持140W输出功率。vk4ednc

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SW3566H集成了CC/CV模式,双口管理逻辑和母线电压检测,搭配对应的降压开关管和VBUS开关管即可实现双口降压输出。芯片内置的降压转换器工作频率为180KHz,支持PWM和PFM工作模式。输出电流,线损补偿等保护阈值均可通过I2C接口进行设定,内置的ADC可实现输入输出电压,输出电流,芯片温度等9个通道的数据采样,支持外接MCU进行参数显示。vk4ednc

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SW3566H支持36V输入电压,最高输出电流7A,芯片内置软启动,输入过压/欠压保护,输出过压/欠压保护,输出过流/短路保护,DP/DM/CC过压保护,芯片过热保护和外接NTC热敏电阻保护,以及限功率保护。芯片采用QFN4*4-32封装。vk4ednc

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充电头网拆解了解到,智融 SW3566H 此前还被绿联300W 4C1A五口PD氮化镓快充充电器古石 188W多口桌面充电器TOMAX拓玛140W 3C1A氮化镓充电器 等产品采用,芯片性能质量获客户一致认可。vk4ednc

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同步降压开关管来自瑶芯微,型号AKG4N070GL,NMOS,耐压40V ,导阻7mΩ,采用DFN5*6封装。vk4ednc

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一颗二极管用于提高转换效率。vk4ednc

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输入滤波电容来自万京源,规格为100μF35V。vk4ednc

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降压电感采用磁环绕制,外套热缩管绝缘。vk4ednc

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输出滤波电容来自东佳,规格为35V220μF。vk4ednc

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VBUS开关管来自新洁能,型号NCEP4065QU,NMOS,耐压40V,导阻2.2mΩ,采用DFN3.3*3.3封装。vk4ednc

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输出USB-C母座采用过孔焊接固定,蓝色胶芯不露铜。vk4ednc

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USB-C2降压小板特写,焊接输入输出滤波电容和降压电感。vk4ednc

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另一面焊接降压主控芯片,同步降压开关管和VBUS开关管。vk4ednc

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USB-C2接口降压协议IC采用智融SW3516P,这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,参数和规格均与智融SW3516H相同。vk4ednc

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SW3516P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。vk4ednc

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智融 SW3516P 详细资料。vk4ednc

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充电头网拆解了解到,智融 SW3516P 此前还被闪极100W 3C1A氮化镓充电器公牛67W 3C1A山峰安全快充插座魅族PANDAER 67W 2C1A氮化镓变速箱潮充绿联MFM认证100W二合一氮化镓充电站等产品采用,芯片性能质量获客户一致认可。vk4ednc

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同步降压开关管来自瑶芯微,型号AKG4N070GL,NMOS,耐压40V ,导阻7mΩ,采用DFN5*6封装。vk4ednc

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输入滤波电容来自万京源,规格为100μF35V。vk4ednc

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降压电感采用磁环绕制,外套热缩管绝缘。vk4ednc

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输出滤波电容来自东佳,规格为35V220μF。vk4ednc

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VBUS开关管来自新洁能,型号NCEP4065QU,NMOS,耐压40V,导阻2.2mΩ,采用DFN3.3*3.3封装。vk4ednc

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输出USB-C母座采用过孔焊接固定,蓝色胶芯不露铜。vk4ednc

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USB-C3和USB-A口降压小板特写,焊接输入输出滤波电容和降压电感。vk4ednc

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另一面焊接降压主控芯片,同步降压开关管和VBUS开关管。vk4ednc

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降压主控芯片采用智融SW3516P。vk4ednc

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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。vk4ednc

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输出VBUS开关管丝印G33N03,是一颗双NMOS,用于USB-C和USB-A口输出控制。vk4ednc

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输出USB-C母座采用过孔焊接固定,蓝色胶芯不露铜。vk4ednc

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USB-A母座垂直焊接固定,采用蓝色胶芯。vk4ednc

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全部拆解一览,来张全家福。vk4ednc

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充电头网拆解总结vk4ednc

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公牛这款240W桌面充电器自带1米长电源线,具备3C1A四个USB快充接口。充足的输出功率,带来了优秀的快充体验,可以同时满足两台笔记本满功率充电,还可以同时满足三台设备同时满功率充电。其中USB-C1接口支持140W输出功率,USB-C2接口支持100W输出功率,所有接口均支持快充,并支持功率自动分配。vk4ednc

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充电头网通过拆解了解到,公牛这款插座采用灌封工艺。内部采用恩智浦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-H 用于PFC开关管,两颗 G1N65R240PB-N用于LLC开关管。并采用美浦森 MSM06065G1 碳化硅二极管用于PFC整流。vk4ednc

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同步整流采用恩智浦TEA1995,搭配使用万京源电解电容和固态电容。输出降压方案来自智融科技,采用一颗SW3566H降压主控芯片用于USB-C1接口140W输出,两颗SW3516P用于USB-C2,USB-C3和USB-A接口输出。智融SW3566H芯片快充协议支持全面,内部集成MCU,无需额外的MCU,适合多口快充应用,有效简化电路设计。vk4ednc

责编:Ricardo
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