前言
近期,努比亚氘锋系列推出全新重磅新品——氘锋140W四口氮化镓快速充电器,其不仅支持最大140W PD3.1快充,满足苹果MacBook Pro全速快充需求,还支持全新一代UFCS融合快充,加上时下主流QC、SCP、PPS快充也都支持,整体性能和兼容性表现都相当不错。
此外充电器配置3C1A四个USB接口,接口数量以及丰富的输出策略能够满足苹果全家桶充电需求,出门在外一个就够。下面充电头网就带来努比亚140W氮化镓充电器拆解,一起看看内部的方案和设计。
努比亚氘锋140W充电器开箱
包装盒延续系列相同外观设计,整体银色基调质感十足,顶面印有产品中英文名称、DAO氘标识以及CHARGER。
背面贴有产品信息贴纸。
贴纸上印有产品名称、型号、厂商地址和服务热线等信息。
包装内含充电器、数据线以及使用说明书。
附带数据线使用橡胶圈捆扎整理。
线材为USB-C to USB-C线,经典白色配色,末端设有网尾抗弯折。
实测数据线长度约为121cm。
使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得线缆带有E-Marker芯片,电力传输能力为50V5A,数据传输能力为USB 2.0。
充电器延续努比亚氘锋系列快充家族经典外观设计,银灰色主体加透明机甲风端部外壳,颜值耐打又十分硬核。
机身一面印有140W和GaN标识,表明这是一款140W氮化镓充电器。
另一面中心印有系列核心元素DAO氘标识。
底部采用黑色磨砂外壳,并印有充电器详细参数信息,产品通过了CCC认证。
充电器参数特写
型号:PA0234
输入:100-240V~50/60Hz 2.5A Max
输出:
USB-C1:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A、3.3-20V5A 140W Max
USB-C2:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、3.3-20V5A 100W Max
USB-C3:5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A、3.3-11V2.7A 30W Max
USB-A1:5V3A、9V3A、12V2.25A 27W Max
USB-C1+USB-C2:65W+65W或100W+20W 130W Max
USB-C1+USB-C3:100W+20W或65W+20W 120W Max
USB-C1+USB-A1:100W+18W 118W Max
USB-C2+USB-C3:100W+20W或65W+20W 120W Max
USB-C3+USB-A1:12W+12W 24W Max
USB-C1+USB-C2+USB-C3:65W+45W+20W或65W+30W+20W 130W Max
USB-C1+USB-C2+USB-A1:65W+45W+18W或65W+30W+18W 128W Max
USB-C1/2+USB-C3+USB-A1:65W+12W+12W 89W Max
USB-C1+USB-C2+USB-C3+USB-A1:65W+20W+12W+12W 109W Max
制造商:努比亚技术有限公司
充电器配备可折叠国标插脚。
输出端外壳采用透明机甲元素设计,配备3C1A四个USB接口,最多可同时为四个设备供电。
外壳一侧印有DAO氘标识。
实测充电器机身长度为87.57mm。
高度为57.97mm。
厚度为31.29mm。
和苹果140W氮化镓充电器放在一起对比,努比亚这款要更小一些。
充电器拿在手上的大小直观感受。
另外测得充电器重量约为244g。
使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得USB-C1口支持UFCS、FCP、SCP、AFC、SFCP、TFCP、QC3+/5、PD3.1、PPS、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充电协议。
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,3.3-11V5A、3.3-20V5A两组PPS电压档位以及15-28V 140W AVS电压档位。
测得UFCS融合快充具备3.4-5.5V3A、5.5-11V3A、11-21V3A三组电压档位。
测得USB-C2口支持QC3.0/5、FCP、SCP、AFC、SFCP、PD3.0、PPS、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充电协议。
PDO报文显示USB-C2口还具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五组固定电压档位,以及3.3-11V5A、3.3-20V5A两组PPS电压档位。
测得USB-C3口支持QC3.0/4+、FCP、SCP、AFC、SFCP、PD3.0、PPS、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充电协议。
PDO报文显示USB-C3口还具备5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五组固定电压档位,以及3.3-11V2.7A一组PPS电压档位。
最后测得USB-A口支持QC3.0、FCP、SCP、AFC、SFCP、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充电协议。
努比亚氘锋140W充电器拆解
将充电器输入端外壳拆开,壳体采用超声波焊接封装,插脚与PCBA模块通过导线连接通电。
将PCBA模块取出,插脚使用螺丝进行固定。
实测PCBA模块长度为82.3mm。
宽度为53.69mm。
厚度为25.83mm。
PCBA模块覆盖麦拉片以及散热片,散热片边缘粘贴绝缘胶带。
将散热片拆下,麦拉片内侧还有黑色导热垫帮助导热。
PCB板正面一览,变压器上贴有黑色导热垫,此外和输出小板间还设有麦拉片隔离绝缘,电容、电感等器件间缝隙填充白胶加固。
将白胶清理干净,主板中心设有变压器、主控芯片供电电容、滤波电容、固态电容等。
主板背面设有PFC升压控制器、PFC升压开关管、主控芯片、光耦、贴片Y电容、同步整流控制器以及同步整流管等器件。
PCBA模块前端一览,设有保险丝、NTC热敏电阻、安规X电容、共模电感等,同时还设有一块整流桥小板,小板背面设有两颗整流桥。
将小板拆下,板子另一面设有另外两颗安规X电容、共模电感、滤波电容以及滤波电感。
保险丝外套热缩管保护。
NTC热敏电阻同样外套热缩管。
绿色NTC热敏电阻特写,用于抑制上电浪涌电流。
安规X电容来自JURCC捷威,容量0.68μF。
共模电感双线绕制,用于滤除EMI干扰。
另外两颗安规X电容也是来自捷威电子,容量0.22μF。
另一颗共模电感特写,两级设计。
两颗整流桥来自PY平伟,型号TBM810,规格为8A1000V,采用TBM封装。
滤波电感特写。
CBB22薄膜电容规格为1μF450V。
另一颗薄膜电容特写,规格为0.47μF 450V。
主板一端设有PFC升压电感以及高压滤波电解电容,电容套有胶套保护。
另一端可以看到还有USB-C1口的二次降压电感等器件。
PFC升压控制器丝印3CCRTH,实际为安森美NCP1622,是一颗增强型临界模式升压PFC控制器,具备谷频率折返,瞬态响应性能及转换效率提升,外围元件精简。NCP1622将整流桥输出的脉动直流电进行功率因数校正,为开关电源供电。
PFC升压开关管来自英诺赛科,型号为INN650D150A,是一颗耐压650V的氮化镓高压单管,瞬态耐压750V,导阻150mΩ,采用DFN8*8封装。INN650D150A支持超高开关频率,无反向恢复电荷,具有极低的栅极电荷和输出电荷,符合JEDEC标准的工业应用要求,内置ESD保护,符合RoHS、无铅、欧盟REACH法规。
PFC升压电感特写。
PFC升压整流管来自PANJIT强茂,型号MURC5J,是一颗5A,耐压600V的超快恢复二极管。
丝印GN6M的PFC旁路二极管,耐压1000V,额定电流6A,用于在接入电源时为滤波电容充电。
高压滤波电解电容来自永铭,容量450V 100μF。
CBB21系列滤波电容特写,规格为0.47μF 630V。
两颗主控芯片供电电容来自绿宝石,规格为50V 10μF。
主控芯片采用东科半导体DK8715AD,这是一颗基于不对称半桥架构,集成了两颗氮化镓功率器件的AC-DC功率开关芯片,其能够在较大的负载范围内实现原边功率管ZVS,副边整流管ZCS,从而提高电源系统效率。同时软开关还可以降低功率管应力,内置全范围抖频电路,从而减小开关损耗并改善电磁干扰。
DK8715AD外围精简,可极大简化AC-DC转换器的设计和制造,尤其是需要高转化效率和高功率密度的产品。DK8715AD 具备完善的保护功能:包括过载保护、输出过压保护、输出短路保护、VCC过/欠压保护、VS引脚异常保护、初级过流保护、过温保护等。
DK8715AD支持最高800KHz开关频率,前端带有升压PFC的情况下推荐功率为150W(高功率密度小体积应用场景),待机功耗小于50mW,具备自适应死区和关断算法,无需外围调节,外围极致精简,同时具备无卤素特性,符合ROHs要求,并内置高压启动和X电容放电电路,可为系统提供更高的性能和可靠性。DK8715AD自适应四种负载模式,有效提高各负载段效率,通过搭载DK8715AD,可使设备效率最高可达95.4%。
DK8715AD典型应用图
DK8715AD内置了两颗650V增强型GaN HEMT,采用半桥驱动和AHB控制,内置半桥驱动电路以及不对称半桥控制电路。上管部分采用自适应关断技术,能够在需要时实现自动关断操作,而下管部分则采用自适应死区技术,有效地避免死区效应的发生。同时配备了多功能引脚,这些引脚可以用于退磁检测、输出OVP、Brown in/out等功能,还具有CS负压采样功能从而提高驱动稳定性。
DK8715AD采用DFN8*8的封装形式,适用于高功率密度快速充电器、适配器、笔记本适配器、平板电脑适配器、电视电源、两轮电动车充电器、通信电源、LED电源等领域之中。
变压器特写。
TD 1019光耦,用于输出电压反馈。
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。
另一颗特锐祥贴片Y电容特写,料号TMY1221K。
同步整流控制器丝印IBHJP,实际型号为MP6908A,来自MPS芯源半导体,最高工作频率600KHz。支持DCM、CCM、QR、ACF多种工作模式,支持高侧和低侧应用,具备振铃检测防止误开通。
两颗同步整流管特写,来自新唐微,丝印XTMT12N110L。
高压滤波电解电容来自绿宝石,规格为35V 680μF。
另一颗也是来自绿宝石,规格为35V 470μF。
滤波电感特写。
输出端一览,左侧垂直焊接一块小板,3C1A四个USB母座均布局在小板上。
将小板拆下,正面设有USB-C2口降压控制器、降压电感、两组固态滤波电容等。
背面设有USB-C1、USB-C3和USB-A的降压控制器、降压电感、同步降压开关管以及输出VBUS开关管。
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。
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。
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。
充电头网拆解了解到,智融SW3566H此前还被安克65W 2C1A氮化镓充电器、公牛240W 3C1A氮化镓桌面充电器、绿联300W 4C1A五口PD氮化镓快充充电器、今翔140W 3C1A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。
同步降压开关管来自AGMSEMi芯控源,型号AGM405AP1,是一颗耐压40V的NMOS,导阻5.7mΩ,采用DFN3.3*3.3封装。
另一颗在主板另一面,同样为芯控源AGM405AP1。
降压电感特写。
两颗滤波固态电容来自东佳,规格为35V220μF,用于USB-C1口二次降压输出滤波。
USB-C1口输出VBUS开关管同样采用芯控源AGM405AP1。
USB-C2口降压输出采用智融SW3556,这款芯片支持双USB-C接口降压控制,内部集成多种快充协议,支持7A大电流输出,并支持双口功率盲插和独立限流。SW3556支持驱动低压氮化镓开关管,可进一步提升降压电路效率,减小充电器的体积与散热要求。
智融SW3556为同步整流降压拓扑,支持40V输入,内置同步整流降压控制器,搭配使用硅MOS或氮化镓开关管、电感电容等简单的外围器件,即可实现140W大功率输出。内置的降压控制器开关频率为125KHz,支持PFM/PWM模式运行以优化转换效率。
此外,智融SW3556支持引脚外接电阻来配置输出功率以及动态功率分配,在开发多口快充电源产品时无需外置单片机,以此实现更精简的外围并降低成本。适用于车载充电器、多口充电器、插排等产品领域。
USB-C2接口二次降压电路同步降压开关管也是采用芯控源AGM405AP1。
另一颗芯控源AGM405AP1在输出小板背面。
另一颗降压电感外套绝缘管。
两颗滤波固态电容来自绿宝石,规格为25V220μF。
USB-C2口输出VBUS开关管也是使用芯控源AGM405AP1。
用于USB-C3和USB-A口的降压芯片采用智融科技SW3537,芯片内部集成5A高效率同步整流降压转换器,支持PPS、PD、QC、AFC、FCP、SCP、PE、SFCP、低压直充等充电协议,支持CC/CV模式,外部仅需少量器件,即可组成完整的高性能多快充协议双口充电解决方案。
得益于芯片的高集成度,SW3537将传统降压方案中的协议芯片,同步降压控制器和降压MOS管全部集成在一个封装内部,大大简化了多口快充的电路设计,芯片支持A+C双口快充应用,具备完善的保护功能。
智融科技SW3537资料信息。
4R7电感降压电感特写。
另外两颗滤波固态电容来自永铭,规格为35V180μF。
USB-C3口和USB-A口输出VBUS开关管都是采用锐骏RU3040,NMOS,耐压30V。
另一颗锐骏RU3040特写。
三个USB-C母座特写。
USB-A母座特写。
全部拆解一览,来张全家福。
充电头网拆解总结
最后附上努比亚这款氮化镓充电器的核心器件清单,方便大家查阅。
努比亚氘锋140W四口氮化镓快速充电器延续家族系列外观设计,顶部透明外壳可见内部器件,相当硬核。新品配置3C1A四个USB接口,分别支持140W、100W、30W以及27W输出,并支持65W+30W+20W、65W+20W+12W+12W等输出策略,满足苹果MacBook、iPad、iPhone、Apple Watch、AirPods设备的同时快充需求,是目前氘锋系列性能最强的新品,值得考虑。
充电头网通过拆解了解到,这款充电器基于PFC+AHB电源架构设计,PFC电路采用了安森美NCP1622控制器搭配英诺赛科INN650D150A氮化镓功率器件,开关电源使用东科半导体DK8715AD搭配MPS MP6908A的方案,四口输出使用了智融科技SW3566H、SW3556和SW3537三颗降压协议芯片。
滤波电容来自绿宝石、永铭和东佳,PCB板上器件焊接后填充白胶进行加固,保证长时间稳定运行。模块整体覆盖大型散热片,主板背面以及变压器还额外配置导热垫更好进行散热。做工与用料扎实可靠。