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充电器拆解报告:安克六口氮化镓200W桌面充电器

09/07 08:25
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ANKER安克推出了一款200W输出功率的桌面充电器,这款桌面充电器属于AnkerPrime系列,具备四个USB-C接口和两个USB-A接口。其中四个USB-C接口均支持100W功率输出,USB-A接口支持22.5W输出功率,支持输出功率智能分配。

桌面充电器型号为A2683,支持100~240V全球宽电压输入。充电器整体为银色外壳,配合黑色面板,外观简洁时尚。多个接口均支持快充输出,满足笔记本电脑平板电脑、手机和耳机设备同时充电。下面充电头网就带来安克这款氮化镓充电器拆解,一起看看内部的设计和用料。

安克六口氮化镓200W桌面充电器开箱

 

充电器包装盒为黑色配色,印有ANKER品牌、产品名称、产品外观和卖点。

 

 

背面印有产品的使用场景,输出功率等信息。

 

 

侧面标注了ANKER Prime和支持的设备。

 

 

另一面标注充电器的输出规格和认证信息。

 

 

包装内含安克200W氮化镓桌面充电器本体、电源线和使用说明书。

 

 

桌面充电器输出端设有两个USB-A接口和四个USB-C接口,均为安克标志性蓝色胶芯。

 

 

输出侧黑色面板为突出设计。

 

 

机身另一侧八字线输入接口特写。

 

 

机身外壳为拉丝处理,正中印有ANKER品牌。

 

 

机身底部设有防滑脚垫,并印有充电器输出规格。

 

 

Anker Prime Charger(200W,6Ports,GaN

充电器型号:A2683

输入:100-240V~,3.2A,50~60Hz

单口输出:USB-C1/C2/C3/C4:

5V3A,9V3A,10V2.25A,15V3A,20V5A,最大100W

USB-A1/A2:

5V3A,9V2A,10V2.25A,12V1.5A,最大22.5W

多口输出:2、3、4口同时使用最大200W

5,6口同时使用最大100W

总输出200W

安克创新科技股份有限公司 Anker设计 中国制造

 

 

实测充电器机身长度约为112mm。

 

 

机身宽度约为75.7mm。

 

 

机身厚度约为35.1mm。

 

 

充电器拿在手上的大小直观感受。

 

 

实测充电器机身重量约为612g。

 

 

电源线采用魔术扎带固定。

 

 

电源线长度约为153cm。

 

 

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

 

 

PDO报文显示USB-C1口还具备5V3A、9V3A、15V3A、20V5A四组固定电压档位,以及5-16V5A一组PPS电压档位。

 

 

测试UFCS融合快充具备5-11V3A一组电压档位,其余三个USB-C接口输出规格完全一致。

 

 

使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得USB-A1口支持UFCS、QC3.0、FCP、SCP、AFC、DCP、Apple 2.4A充电协议。

 

测试UFCS融合快充具备5-11V2A一组电压档位,另一个USB-A接口输出协议完全一致。

安克六口氮化镓200W桌面充电器拆解

看完了这款桌面充电器的外观和测试,下面就进行拆解,一起看看这款充电器的设计和用料。

 

首先拆下充电器输出侧面板,面板通过超声波焊接固定。

 

 

充电器内部为灌封工艺,内部填充浅粉色导热胶填充。

 

 

使用切割机切开外壳,取出PCBA模块。

 

 

PCBA模块整体采用灌封胶包裹,提升散热性能,元件之间通过胶水填充,能够增强机械强度,并且还能防止水汽渗入,增强耐候性。

 

 

对应输出侧焊接降压小板。

 

 

清理掉填充的导热胶,电源输入插座,高压滤波电容与降压小板之间设有麦拉片绝缘,元件之间采用白色胶水固定。

 

 

PCBA模块背面开槽隔离,插入麦拉片绝缘。同步整流管位置涂有导热胶加强散热。

 

 

使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为105.6mm。

 

 

PCBA模块宽度约为71mm。

 

 

PCBA模块厚度约为26.5mm。

 

 

PCBA模块正面一览,底部设有电源输入插座,右侧焊接EMI滤波电路小板,整流桥,上方焊接薄膜滤波电容,滤波电感PFC开关管小板。中间位置焊接高压滤波电容和PFC升压电感,左侧底部焊接AHB小板和开关变压器,上方焊接滤波电容。在顶部焊接降压输出小板。

 

 

PCBA模块背面中间位置焊接PFC控制器,左侧焊接反馈光耦,贴片Y电容,同步整流控制器,同步整流管,底部焊接一颗MCU,用于充电器温度检测和功率自动分配控制。

 

通过对PCBA模块的观察发现,安克这款200W氮化镓充电器采用PFC+AHB架构设计,输出采用五路同步降压芯片输出。其中PFC开关管采用英诺赛科氮化镓开关管,AHB采用东科氮化镓合封芯片。

 

AHB架构通过将传统反激中漏感能量回收利用,提高了转换效率,并且保持了反激架构的宽范围电压输出优势。东科的AHB氮化镓合封芯片集成度高,非常适用于单口大功率PD快充应用,对于固定电压输出场合,转换效率可以与LLC媲美,并具备成本优势。

 

 

PCBA模块输入端一览,左侧焊接AHB芯片小板,中间为电源输入插座,右侧为输入滤波小板。

 

 

输入滤波小板正面一览,左上方焊接一颗黄色X2安规电容,下方焊接共模电感。右上角焊接另一颗共模电感,下方焊接保险丝

 

 

小板背面焊接四颗X2电容放电电阻

 

 

保险丝外套蓝色热缩管绝缘。

 

 

共模电感外套热缩管绝缘。

 

 

安规X2电容来自DGCX东莞成希,规格为0.47μF。

 

 

另一颗共模电感同样采用热缩管包裹绝缘。

 

 

在PCBA模块侧面焊接整流桥,薄膜滤波电容和蓝色Y电容。

 

 

整流桥来自GK固得沃克,型号GBU1510,规格为1000V 15A,采用GBU封装

 

 

薄膜滤波电容来自DGCX东莞成希,规格为1μF450V。

 

 

滤波电感采用磁环绕制。

 

 

另一颗薄膜电容规格同样为1μF450V。

 

 

PFC控制器来自南芯科技,型号SC3202,是一颗应用于Boost变换器的高效率升压PFC控制器,采用多模式控制策略。当满载或重载时运行临界传导模式,负载降低时运行在DCM模式,并具有谷底开通特性,降低开关频率以提升效率。

 

在空载时,SC3202以突发模式运行,降低功耗并减小音频噪声。SC3202支持供电欠压保护,逐周期过电流保护,输出过压保护,电感电流保护和过热保护。采用SOT23-6封装,适用于PD快充,适配器LED电源等应用。

 

 

南芯科技 SC3202 资料信息。

 

 

PFC开关管和整流管焊接在独立的小板上。

 

 

小板另一面没有焊接元件。

 

 

PFC开关管来自英诺赛科,型号INN700D140C,是一颗耐压700V的增强型氮化镓开关管,导阻140mΩ,具备开尔文源极,采用DFN8*8封装。

 

英诺赛科氮化镓开关管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。适用于图腾柱PFC,快充电源,高功率密度以及高能效开关电源应用。

 

 

英诺赛科 INN700D140C 资料信息。

 

 

PFC升压电感采用胶带严密包裹绝缘,并粘贴热敏电阻检测温升。

 

 

0.01μF 1KV高压瓷片电容特写。

 

 

PFC整流管来自晶导微电子,为超快恢复二极管,型号MURL860F,规格为600V 8A,采用ITO-220ACW封装。

 

 

NTC热敏电阻用于抑制高压电容充电的浪涌电流

 

 

RS5M二极管用于PFC旁路。

 

 

滤波电容来自Acon新中元,规格为420V120μF。

 

 

另一颗滤波电容规格为8.2μF450V。

 

 

在垂直小板上焊接谐振电容和AHB氮化镓合封芯片。

 

 

背面焊接贴片电阻和二极管。

 

 

AHB氮化镓合封芯片采用东科半导体DK3718AD,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

 

DK3718AD内置不对称半桥(AHB)控制电路和600V半桥驱动电路,并合封了两颗700V耐压的增强型氮化镓功率芯片,是目前业内唯一的全集成all-in-one氮化镓不对称半桥芯片。DK3718AD系列产品外围元件精简,可极大简化方案的设计和调试难度,尤其是有高转换效率和高功率密度要求的产品。DK3718AD系列上管采用自适应关断技术,下管采用自适应死区技术,有效避免半桥管共通引发的危险。DK3718AD系列自适应四种负载模式,可有效提高各负载段的综合效率。

 

DK3718AD系列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。

 

 

DK3718AD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180W(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。

 

 

DK3718AD典型应用如图所示,电路元件精简。DK3718AD采用DFN8*8封装,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、电视机电源、两轮电动车充电器通信电源、LED电源等领域之中。

 

 

谐振电容规格为0.68μF250V。

 

 

PCBA模块侧面焊接降压电感,开关变压器,为主控芯片供电的滤波电容。

 

 

为主控芯片供电的滤波电容来自华容伟业,规格为22μF50V。

 

 

变压器磁芯缠绕胶带绝缘,并设有热敏电阻检测温度。

 

 

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TMY1471K。

 

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。

 

 

亿光EL1019光耦用于PFC开关控制。

 

 

另一颗EL1019光耦用于输出电压反馈。

 

 

两颗插件蓝色Y电容来自东莞成希。

 

 

同步整流控制器来自华源智信,型号HY923,是一颗数字自适应同步整流控制器,支持正端和负端应用,无需辅助绕组供电。芯片支持DCM/CCM/PFM/QR运行模式,支持3.2~25V供电电压范围,耐压为150V。

 

HY923的高电流驱动能力适配多种同步整流管,栅极驱动电压钳位为7V,具有开机主动下拉功能,适应不同厂家MOS。芯片具备直通保护,优化开关损耗和EMI,并具备低静态电流,采用SOT23-6封装。

 

 

华源智信 HY923 资料信息。

 

 

同步整流管来自华瑞微,型号HRG100N045G,NMOS,耐压100V,导阻4.2mΩ,采用PDFN5*6封装,使用两颗并联

 

 

输出滤波电容来自华容伟业,其中两颗规格为25V680μF。

 

 

一颗规格为25V680μF。

 

 

用于输出滤波的磁环电感特写。

 

 

输出端焊接降压小板,在降压小板上焊接USB-A和USB-C母座,滤波电容粘贴高温胶带绝缘。

 

 

两块PCB用于支撑输出降压小板,焊接固定。

 

 

降压小板左侧设有两个USB-A接口,右侧设有四个USB-C接口,对应四个USB-C接口的滤波电容粘贴高温胶带绝缘。在USB-C接口右侧设有同步降压开关管,右侧三个USB-C接口上方设有降压协议芯片。

 

 

降压小板背面焊接五颗降压电感,并焊接两颗降压协议芯片,对应USB-C接口设有VBUS开关管和电流检测电阻,USB-A接口还设有滤波电容和滤波电感。

 

 

五颗降压协议IC均采用智融SW3561,这是一颗支持双USB-C口输出的降压SoC芯片,芯片内部集成高效率同步降压控制器,支持20V5A功率输出,并支持USB PD3.1 SPR。芯片内部集成ARM Cortex-M0内核,集成Type-C逻辑,支持PD3.1/QC/SCP/UFCS融合快充等快充协议,支持快充协议定制。

 

智融SW3561支持双USB-C口通路控制,支持线损补偿,搭配两颗同步降压开关管和对应接口的VBUS开关管即可实现双口降压输出。芯片内置的降压转换器默认工作频率为180KHz,支持定制工作频率,支持100W功率输出,满足小体积设计。芯片集成过热保护,输入输出过压/欠压保护,输出过流保护以及数据引脚过压保护等完善的保护机制,采用QFN32封装。

 

 

智融科技 SW3561 资料信息。

 

 

搭配使用的开关管来自智融科技,丝印SWT40N45。

 

 

降压电感采用磁环绕制,外套热缩管绝缘。

 

 

输出滤波电容来自华容伟业,规格为25V220μF,外壳粘贴高温胶带绝缘。

 

 

VBUS开关管来自华瑞微,型号HRT30N08J,NMOS,耐压30V,导阻5.5mΩ,采用DFN3*3-8L封装。

 

 

USB-C接口采用蓝色舌片,过孔焊接固定。

 

 

对应USB-A接口也采用智融科技SW3561降压协议芯片。

 

 

两颗同步降压开关管采用智融科技SWT40N45。

 

 

磁环降压电感外套热缩管绝缘。

 

 

滤波电容来自华容伟业,规格为25V220μF。

 

 

VBUS开关管采用华瑞微HRT30N08J。

 

 

用于USB-A接口的滤波电感特写。

 

 

VBUS开关管采用华瑞微HRT30N08J。

 

 

用于USB-A接口的滤波电感特写。

 

 

USB-A口采用过孔焊接固定,蓝色舌片,正负极加宽支持大电流快充。

 

 

用于充电器内部温度检测和功率自动分配控制的MCU来自芯海科技,型号CS32L015K8V6,内置ARM Cortex-M0+ CPU,主频为24MHz,芯片内部集成64K FLASH和8K SRAM,集成ADC比较器运算放大器,具备SPII2CUART和OWI接口,采用QFN32封装。

 

全部拆解一览,来张全家福。

充电头网拆解总结

最后附上安克六口氮化镓200W桌面充电器的核心器件清单,方便大家查阅。

安克六口氮化镓桌面充电器采用银色外壳,搭配黑色面板,外观简洁时尚。充电器配有四个USB-C接口和两个USB-A接口。USB-C接口均支持100W快充输出,支持功率盲插和功率自动分配。USB-A接口支持22.5W快充,可为笔记本电脑、平板电脑、手机和耳机等设备同时充电,节省时间。

充电头网通过拆解了解到,安克这款充电器采用PFC+AHB电源架构设计,PFC采用南芯科技SC3202控制器搭配英诺赛科INN700D140C氮化镓开关管,AHB电源采用东科半导体DK3718AD氮化镓合封芯片,这款芯片内部集成AHB控制器,氮化镓开关管驱动器和两颗氮化镓开关管,外围元件精简,大幅提升功率密度。

同步整流采用华源智信HY923控制器搭配华瑞微HRG100N045G同步整流管。对应六口输出使用五颗智融科技SW3561S降压协议芯片,使用新中元电解电容和华容伟业固态电容滤波。充电器内部采用导热胶灌封填充,提升散热性能和耐候性。整体做工和用料十分扎实。

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