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采用高效ACF架构,拆解mophie67W2C1A氮化镓充电器

2024-04-04 充电头网 阅读:
这是你阅读的充电头网第3040篇拆解报告。前言 mophie推出了一款67W氮化镓充电器,这款充电器采用国标折叠插脚,便于日常携带收纳。输出端为2C1A接口配置,两个USB-C接口均支持67W输出功率

这是你阅读的充电头网第3040篇拆解报告。

前言

 
mophie推出了一款67W氮化镓充电器,这款充电器采用国标折叠插脚,便于日常携带收纳。输出端为2C1A接口配置,两个USB-C接口均支持67W输出功率,USB-A口支持18W快充,支持功率自动分配功能。
 
这款充电器内部采用东科半导体DK8607AD有源钳位反激电源芯片,这是业界首款ACF氮化镓合封芯片,芯片内部集成了ACF控制器,隔离驱动器和两颗氮化镓开关管,大幅简化电路设计并提高转换效率。下面充电头网就带来这款氮化镓充电器的拆解,一起看看内部的方案和用料。
 

mophie 67W氮化镓充电器外观sX9ednc

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包装盒基于黑白色调设计,正面印有mophie品牌、充电器外观、名称以及67W高速快充、GaN技术两大卖点。sX9ednc

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背面印有充电器参数、质保时间、认证等信息。sX9ednc

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包装盒上参数特写,下面到产品实物展示环节再介绍。sX9ednc

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包装内含充电器以及使用说明书,充电器机身外套保护膜防刮。sX9ednc

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充电器为时下经典柱状造型设计,机身采用PC防滑材质白色外壳,表面磨砂抗指纹,整体设计风格十分简约。sX9ednc

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机身输入端外壳印有充电器详细参数信息。sX9ednc

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产品参数特写sX9ednc

型号:CHG-WALL-GAN-67W-CNsX9ednc

输入:100-240V~50/60Hz 1.5AsX9ednc

输出:sX9ednc

USB-C1/C2:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.35AsX9ednc

PPS:5-21V3.35A 67WsX9ednc

USB-A:5V3A、9V2A、12V1.5AsX9ednc

USB-C1+USB-C2:45W+20WsX9ednc

USB-C1+USB-A:45W+18WsX9ednc

USB-C2+USB-A:5V3.5AsX9ednc

USB-C1+(USB-C2+USB-A):45W+5V3.5AsX9ednc

制造商:自格(深圳)科技开发有限公司sX9ednc

充电器通过了CCC认证。sX9ednc

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充电器配备可折叠国标插脚,收纳自如携带方便。sX9ednc

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输出端外壳印有mophie品牌,并配置2C1A三个USB接口,其中两个C口旁分别印有USB-C1和USB-C2,方便用户区别使用。sX9ednc

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实测充电器机身长度为55.13mm。sX9ednc

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宽度为44.08mm。sX9ednc

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厚度为31.16mm。sX9ednc

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另外测得充电器净重约为124g。sX9ednc

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使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得USB-C1口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0/5、PD3.0、PPS、DCP、Apple 2.4A充电协议。sX9ednc

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PDO报文显示USB-C1口还具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.35A五组固定电压档位,以及5-21V3.35A一组PPS电压档位。sX9ednc

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测得USB-C2口支持FCP、AFC、QC3.0/5、PD3.0、PPS、DCP充电协议。sX9ednc

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PDO报文方面与USB-C1口的相同。sX9ednc

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最后测得USB-A口支持FCP、AFC、QC3.0、DCP充电协议。sX9ednc

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mophie 67W氮化镓充电器拆解sX9ednc

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看完mophie这款氮化镓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。sX9ednc

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首先沿外壳接缝拆开充电器外壳,壳体内部采用灌封工艺,提升散热性能,并提升可靠性。sX9ednc

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折叠插脚通过导线焊接连接到PCBA模块。sX9ednc

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从壳体中抽出PCBA模块,继续进行拆解。sX9ednc

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PCBA模块通过壳体内部开槽固定。sX9ednc

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测得PCBA模块重量约为93.4g。sX9ednc

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PCBA模块开关电源部分被灌封胶密封。sX9ednc

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PCBA模块背面设有散热铜片。sX9ednc

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使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为51.6mm。sX9ednc

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PCBA模块宽度约为39mm。sX9ednc

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PCBA模块厚度约为26mm。sX9ednc

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清理掉PCBA模块表面的灌封胶,输出降压小板与变压器之间设有麦拉片绝缘。sX9ednc

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在PCBA模块背面焊接固定黄铜散热片,并粘贴导热垫散热。sX9ednc

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PCBA模块正面一览,右下角为输入端,焊接一块小板。在中间位置焊接变压器,右侧为高压滤波电容,左侧为降压输出小板。sX9ednc

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PCBA模块背面设有黄铜散热片和绝缘麦拉片。sX9ednc

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PCBA模块背面焊接整流桥,氮化镓合封芯片,贴片Y电容,贴片光耦和同步整流管。sX9ednc

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将PCBA模块焊接拆分,其中左侧为输入EMI小板,中间为开关电源小板,右侧为降压输出小板。sX9ednc

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通过对PCBA模块的观察发现,mophie 67W氮化镓充电器采用东科半导体ACF合封氮化镓电源方案,搭配同步整流,固定电压输出,输出采用两路独立的降压电路,实现三口快充输出和功率自动分配功能。下面我们就从输入端开始了解整个充电器的方案和用料。sX9ednc

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PCBA模块输入端一览,焊接一块小板,右侧焊接差模电感和高压滤波电容。sX9ednc

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输入端保险丝规格为3.15A250V。sX9ednc

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共模电感采用漆包线和绝缘线绕制。sX9ednc

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贴片安规X2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TMY1222M。sX9ednc

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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。sX9ednc

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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sX9ednc

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整流桥来自平伟,型号TBMR810,规格为8A1000V。sX9ednc

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高压滤波电容来自承兴,规格为27μF400V,四颗总容量为108μF。sX9ednc

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差模电感外套热缩管绝缘。sX9ednc

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这款充电器的核心元件来自东科半导体,型号DK8607AD,是一颗集成了两颗氮化镓功率器件的有源钳位反激控制AC-DC功率开关芯片,DK8607AD利用漏感能量,可以实现原边功率管ZVS和副边整流管ZCS,降低功率管的盈利,减小开关损耗并改善电磁干扰,从而提升电源系统效率。sX9ednc

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DK8607AD极大的简化了反激式AC-DC转换器的设计和制造,尤其是需要高转换效率和高功率密度的电源产品。芯片具备完善的保护功能,包括输出过压保护,VCC过压保护,VCC欠压保护,过热保护,开环保护,输出过流和输出短路保护。sX9ednc

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DK8607AD内置导阻为400mΩ和260mΩ的两颗氮化镓开关管,内部集成控制器和驱动器,外围元件精简。芯片内置高压启动电路和X电容放电电路,支持1MHz开关频率,待机功耗低于50mW,采用DFN8*8封装。sX9ednc

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东科半导体 DK8607AD 资料信息。sX9ednc

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两颗并联的MLCC电容作为钳位电容使用。sX9ednc

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变压器采用胶带严密缠绕绝缘,次级采用多层绝缘线绕制。sX9ednc

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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。料号为TMY1102M。sX9ednc

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奥伦德OR1009光耦用于输出电压反馈。sX9ednc

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同步整流芯片来自东科半导体,型号DK5V100R10VL,是一颗无外围的同步整流芯片。芯片内置100V耐压,10mΩ导阻的同步整流管,可以大幅降低传统肖特基二极管的导通损耗,直接替代肖特基二极管,提高电源的转换效率,并改善EMI。sX9ednc

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东科半导体DK5V100R10VL支持CCM/DCM/QR工作模式,内置智能检测,无需同步信号。芯片具备自供电技术,无需外围元件,适用于USB PD快充,电源适配器和LED驱动电源,采用TO-252封装。sX9ednc

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东科半导体 DK5V100R10VL 资料信息。sX9ednc

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充电器输出端焊接两颗滤波电容和输出小板,在小板上焊接USB-C母座和USB-A母座,以及两颗滤波电容。sX9ednc

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小板与初级元器件之间设有麦拉片绝缘。sX9ednc

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两颗滤波电容规格为470μF25V。sX9ednc

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降压小板正面焊接USB-C母座,USB-A母座,同步降压开关管和两颗滤波电容。sX9ednc

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背面焊接协议芯片,VBUS开关管和两颗磁环电感。sX9ednc

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USB-C1口协议芯片采用英集芯IP2723T,该芯片已通过USB IF协会PD3.0 PPS认证,TID:3135,是一款集成多种协议、用于USB输出端口的快充协议IC。支持多种快充协议,包括USB TypeC DFP、PD2.0/3.0、PPS 、HVDCP QC4、QC4+、QC3.0/2.0、FCP、SCP、AFC、MTK PE+ 2.0/1.1、Apple 2.4A、BC1.2以及三星2.0A。右侧为USB-C母座的TVS保护管,用于静电保护功能。sX9ednc

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可为适配器、车充等单向输出应用提供完整的TYPE-C解决方案。此外IP2723T具备高集成度与丰富功能,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。sX9ednc

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英集芯IP2723T资料信息。sX9ednc

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充电头网拆解了解到,英集芯IP2723T已被闪魔摩米士REMAX麦多多华科隆等多个品牌20W充电器采用,同时还被摩米士65W 2C1A氮化镓快充充电器努比亚65W USB PD氮化镓充电器努比亚1A1C 45W氘锋氮化镓快速充电器等氮化镓充电器使用,此外英集芯快充芯片还可用于车充、移动电源、适配器等各种充电领域,并被小米京东京造华为三星特斯拉等知名品牌的百余款产品采用sX9ednc

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USB-C2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。sX9ednc

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充电头网了解到,英集芯IP2726此前已被AUKEY 65W 1A1C氮化镓快充充电器RAVPOWER 90W双USB-C口PD快充充电器斯泰克100W双USB-C口氮化镓充电器麦多多30W 1A1C USB PD快充充电器坤兴18W USB PD3.0 PPS快充充电器等产品采用。sX9ednc

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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。sX9ednc

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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。sX9ednc

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英集芯 IP6550 资料信息。sX9ednc

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同步降压开关管丝印YG060N04。sX9ednc

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磁环降压电感特写,外套热缩管绝缘,底部设有电木板绝缘。sX9ednc

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输出滤波电容规格为220μF25V。sX9ednc

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VBUS开关管丝印YC15N03,三个接口VBUS开关管型号相同。sX9ednc

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全部拆解一览,来张全家福。sX9ednc

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充电头网拆解总结sX9ednc

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mophie这款氮化镓充电器采用白色方形外壳,配有国标折叠插脚,日常携带收纳都很方便。充电器为2C1A接口配置,支持67W快充输出。两个USB-C接口还支持功率盲插,支持PPS快充,适配苹果笔记本电脑,苹果手机快充,对安卓手机也有很好的快充兼容性。sX9ednc

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充电头网通过拆解了解到,mophie这款充电器内部采用东科半导体氮化镓快充电源方案,使用DK8607AD有源钳位合封氮化镓芯片搭配DK5V100R10VL同步整流芯片,DK8607AD内部集成ACF控制器,隔离驱动器和两颗氮化镓开关管,集成度非常高,外围元件简洁。sX9ednc

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东科半导体DK5V100R10VL是一款零外围的同步整流芯片,可直接替换肖特基二极管,提高转换效率。输出采用英集芯IP2726和IP2723两颗协议芯片,搭配IP6550同步降压控制器进行输出。充电器内部采用灌封工艺,提升散热性能和耐候性,内部用料扎实,做工可靠。sX9ednc

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