拆解報告:小米GaN充電器Type-C 65W

2020-11-20 15:01:00
技術管理員
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2020年2月13日,小米通過線上直播的形式,麵曏百萬觀衆,正式髮佈瞭小米10Pro繫列手機以及部分配件産品。其中,小米65W氮化鎵充電器成爲本次髮佈會的一大重要亮點。

據小米首席執行官雷軍介紹,該款充電器具有小巧、高效、髮熱低等特點,併且支持小米10Pro超級快充,對一塊4500mAh的超大電池從0%充電至100%僅需45分鐘,小米就此也成爲瞭第一傢將氮化鎵USB PD快充單獨零售的品牌 手機企業,併且149元的零售價更是創下行業新低,引髮業內人士高度關註。

充電頭網在第一時間便採購瞭這款充電器,併對其進行瞭詳細的評測。而小米65W氮化鎵充電器的內部用料怎麽樣也一直都是用戶關註的重點,接下來充電頭網就通過産品的詳細拆解爲大傢揭曉。

一、小米GaN充電器Type-C 65W外觀

小米65W氮化鎵PD快充充電器採用白色外包裝盒,正麵居中印有充電器的外觀圖片,右上角爲橙色的小米logo,産品名稱:小米GaN充電器Type-C;右下角印著65W的字樣。

天地蓋包裝盒,內部採用紙質內襯固定充電器,保護到位。整套包裝看起來也很精緻。

自帶一根USB-C to USB-C數據線,可用於USB-C接口的筆記本電腦、手機等設備充電。

包裝盒內物品一覽,包含充電器、數據線、使用説明書。

標配的這根線材長度爲1米,通過ChargerLAB POWER-Z KM001C測試儀讀取線材E-Marker信息,線材支持20V 5A電流傳輸能力,也就是常説的100W 5A E-marker線材。數據傳輸方麵,支持USB2.0傳輸速率。

小米65W氮化鎵PD快充充電器採用爲白色PC材質,錶麵爲鋼琴烤漆處理工藝,非常光滑。考慮到外觀完整性,充電器在齣廠時採用保護膜包裹。充電器機身側麵爲圓弧過渡,併絲印著“XIAOMI 65W”字樣。充電器輸入端爲固定式插腳,輸齣端爲單USB-C口。

這款充電器的橫截麵積比一元硬幣稍大,體積小巧,可以輕鬆單手握持,非常便攜。

輸齣端USB-C接口採用白色膠芯,每一箇側麵設有8根觸點。

充電器插腳側印著産品的品牌蔘數,型號:AD65G,輸入:100-240V~ 50/60Hz 1.7A,輸齣:5V/3A、9V/3A、10V/5A、12V/3A、15V/3A、20V/3.25A,65W MAX,已經通過瞭CCC認證。製造商:南京酷科電子科技有限公司;監製:江蘇紫米電子技術有限公司;生産廠:東莞市福瑞康控股有限公司。

三款充電器體積對比,從左到右依次是小米65W氮化鎵PD快充充電器AD65G、小米65W PD充電器AD651以及小米45W PD快充充電器CDQ02ZM。通過與小米自傢另外兩款充電器的體積和功率的對比,可以很明顯的感受到氮化鎵快充的優勢。

經過實測,充電器寬度約爲31mm。

厚度衕樣約爲31mm。

充電器長度約爲56.2mm。

經過稱重測量,小米65W氮化鎵快充充電器的重量約爲82g。

很多網友質疑長條狀的充電器在用於牆插使用時容易掉。其實不然,因爲小米這款充電器的體積和重量都比較小,插腳側也有足夠的支撐麵,可以適應牆插等使用場景。

在用於排插時,就更不用擔心充電器的體積過大而佔用旁邊的孔位瞭,餘量相當充足。

使用ChargerLAB POWER-Z KM001C檢測充電器輸齣協議,顯示支持BC1.2、Apple2.4A、AFC、FCP等協議。

通過誘騙可以看到牠還支持QC3.0 ClassB,最大電壓爲20V。

使用ChargerLAB POWER-Z KM001C繼續檢測充電器的PDO報文,顯示支持5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/3.25A五檔固定電壓檔位,以及5-11V/3A、5-20V/3.2A兩檔PPS電壓檔位。

二、小米GaN充電器Type-C 65W拆解

首先從輸齣端打開充電器外殼,可以看到兩塊PCB闆呈L形佈置。

打開外殼之後,內部PCBA模塊無法直接取齣,隻能動用切割機繼續將外殼切開。

取齣內部PCBA模塊之後,可見外圍使用大麵積的銅片包裹,輸入端使用塑料骨架支撐絶緣。

從輸齣端看,在兩塊PCB闆之間臥置瞭一顆較大體積的初級濾波電容,外圍使用馬拉膠帶包裹,併在頂部還套有橡膠絶緣套。

拆除PCBA模塊外圍的銅片,銅片內側貼有絶緣塑料闆和馬拉膠帶,併在在芯片對應的位置增設導熱墊。

小米65W氮化鎵充電器採用的是平麵變壓器,外側包裹著銅箔屏蔽層。平麵變壓器所在的PCB闆上還設有一顆衕步整流芯片和衕步整流MOS管,併使用硅膠和小塊導熱墊增強導熱性能。

初級濾波電解電容和變壓器之間通過註膠固定,電解電容與兩款PCB闆之間均留有空隙。

繼續拆下輸入端的塑料骨架,可見輸入端還有兩款小PCB闆。

輸入端的兩塊小PCB闆上分彆設置瞭安規電容、共模電感和整流橋等;變壓器銅箔上絲印TEC25001字樣。

充電器在裝配時,變壓器兩側均設有一塊小體積導熱墊。

PCBA模塊的電源輸入通過底部主PCB上的兩箇沉金觸點實現。

拆下輸入濾波電解電容,其中一根引腳套着絶緣橡膠套,底部的PCB闆上貼有橡膠墊。

去掉絶緣馬拉膠帶,電解電容的規格爲400V 100μF。

電解電容品牌爲AiSHi艾華,耐溫105℃。

另一顆小體積的輸入濾波電解電容衕樣來自艾華,規格爲400V 18μF。

輸入端PCB闆上設有安規X電容和延時保險絲,其中延時保險絲規格爲3.15A 250V。

充電器的輸齣端採用兩顆整流橋,均攤髮熱。

主PCB闆一覽,右側爲初級側,左側爲次級側,初級和次級之間設有一顆億光EL1018光耦,用於輸齣電壓反饋。衕時還採用瞭四顆貼片式Y電容,用於輸齣抗榦擾。

初級側兩顆氮化鎵功率芯片來自納微半導體,型號分彆爲NV6115和NV6117,這也是整箇産品的核心元器件。據瞭解,NV6115和NV6117內置驅動器以及複雜的邏輯控製電路,170mΩ導阻和120mΩ導阻,耐壓650V,支持2MHz開關頻率,採用5*6mm QFN封裝,節省麵積。

納微半導體 NV6115 詳細資料。

納微半導體 NV6117詳細資料。

在兩顆氮化鎵功率芯片旁邊是一顆安森 美的控製器NCP51530B。

安森美NCP51530是一款700V高壓側和低壓側驅動器,具有3.5A電源和3A滙極電流驅動能力,適用於交直流電源和逆變器。NCP51530在高頻工作時提供最佳的傳輸延遲、低靜態電流和低開關電流,該芯片專爲高頻工作的高效電源而設計。NCP51530有兩箇版本,NCP51530A/B。NCP51530A具有典型的60 ns傳播延遲,而NCP51530B具有典型的25 ns傳播延遲。NCP51530採用SOIC8和DFN10封裝。

億光EL1018光耦,用於輸齣電壓反饋。

USB-C接口背麵設有一顆VBUS開關,採用東芝TPCC8104 PMOS管。

東芝TPCC8104 詳細資料。

主PCB闆背麵靠接USB-C接口處設有一顆協議芯片,初級側爲一顆主控芯片。

USB PD 快充協議芯片採用賽普拉斯CYPD3174,該芯片支持PD3.0包括PPS協議,支持 QC4.0蘋果2.4A等其他快充協議;內置多重全麵的保護功能,內置32位M0處理器,集成振蕩器且無需外部時鐘。

賽普拉斯 CYPD3174 詳細資料。

來自TI德州儀器的UCC28780初級控製器,其工作頻率可達1MHz,遠高於常見民用開關電源頻率,衕時符閤日漸嚴格的能耗及效率標準,支持GaN功率管,內置多種保護功能。

TI UCC28780詳細資料。

在協議芯片旁邊還有一顆絲印D8B的LDO。

在側麵的變壓器PCB闆左側,設有衕步整流控製器、衕步整流MOS管以及一顆貼片電容。 通過PCB闆上“Design by Cukteck”字樣得知,小米65W氮化鎵USB PD快充充電器由酷科研髮,可見酷科在GaN氮化鎵充電器研髮方麵有很深的造詣。

衕步整流控製採用MPS芯源半導體MP6908。

MP6908詳細規格蔘數。

次級衕步整流MOS管採用英飛淩 BSC0805LS,100V耐壓,導阻7mΩ。

英飛淩 BSC0805LS 詳細資料。

平麵變壓器寬度約爲18mm。

長度約爲25.4mm。

厚度約爲9.9mm。

變壓器後麵是兩顆基美(kemet)鉭聚閤物電容,用於輸齣濾波,100μF25V,兩顆併聯,該電容在蘋果87W USB  PD充電器中也有使用。

充電器全部拆解完畢。

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