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拆解报告:安克67W 2C2A氮化镓桌面插座

2022/09/30
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阅读需 18 分钟
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桌面插座作为传统插线板的新型形态,具备更加优雅的造型,更加实用的设计,并且通常还在内部集成快充输出,能够同时进行交流和直流输出,无需再使用单独的充电器,节省插座插孔的同时也更加方便实用。尤其以USB-C的普及,大大提升了快充的兼容性,一个充电器,能为手机充电,还可以为笔记本充电,更加增添了实用性。 

安克推出了一款67W输出的氮化镓桌面插座,具备2C2A输出接口,同时具备两个新国标五孔插座,能够满足日常办公和家用使用。USB-C口可为笔记本电脑供电,AC插孔为家用电器等设备供电,非常实用。下面充电头网就对安克这款67W氮化镓桌面插座进行拆解,看看内部设计和做工如何。

此前充电头网还拆解过安克全氮化镓120W充电器、安克140W USB PD3.1氮化镓充电器、安克65W 2C1A全氮化镓充电器、安克65W 2C1A二合一氮化镓超极充等系列新品,欢迎查阅。 

安克67W氮化镓桌面插座开箱

 包装盒设计风格简约,正面印有ANKER品牌以及SERIES 5。 

 背面贴纸上印有产品参数信息。 

 包装内含安克桌面插座、使用说明书、产品合格证等。 

 安克这款桌面插座自带三脚插头电源线,整体也是白色简约风格设计。 

 插头输入规格为10A 250V~,通过了CCC认证。 

 插座机身采用类跑道造型设计,主体白色外壳为PC防火材质,表面磨砂抗指纹,此外前端采用银灰色装饰板装饰。 

 机身前端设有灯环以及2A1C四个USB接口,接口均采用蓝色胶芯。 

 背面设有浪涌保护和接地保护指示灯,以及两个3+2新国标AC插孔。 

 插孔内置安全门,有效防止异物进入保证用电安全。 

 机身底部参数特写型号:A91C0技术参数:2500W MAX 10A MAX 250V~USB输入:100-240V~50/60Hz 2A MAX单口输出:USB-A1/A2:5V2.4A in total(每口最大2.4A)USB-C1/C2:5V3A、9V3A、15V3A、20V3.35A(每口最大67W)双口输出:C1+C2:45W+20W或30W+30WC1/C2+A1/A2:45W+12WA1+A2:15W三口输出:C1+C2+A1/A2:30W+20W+12WC1/C2+A1+A2:45W+15W四口输出:C1+C2+A1+A2:30W+20W+15WC1、C2口根据设备类型自适应分配功率安克创新股份有限公司 产品已经通过了CCC认证。 

 此外底部四端还设有防滑胶垫。 

 测得插座机身长度为117.22mm。 

 宽度为64.02mm。 

 厚度为44.2mm。 

 另外测得电源线长度为153cm。 

 插座总重量约为416g。 

 接通电源灯环亮蓝光。 

 背面浪涌保护和接地保护的两颗指示灯也是亮蓝光。 

 使用ChargerLAB POWER-Z KM002C测得USB-C1口支持QC3.0、PD3.0、PPS、Apple 2.4A、Samsung 5V2A充电协议。 

 并且具备5V3A、9V3A、15V3A、20V3.35A四组固定电压档位,以及3.3-11V3A一组PPS电压档位。 

 测得C2口兼容协议和C1口的相同。 

 PDO报文也完全一样,两个C口支持功率盲插。 

 测得USB-A1口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A充电协议。 

 测得另一个A口兼容协议相同。

安克67W氮化镓桌面插座拆解

 看完了这款桌面插座的外观和接口,以及输出协议的测试,下面就来拆解这款桌面插座,一起来看看里面的设计和用料。 

 首先拆下USB-C接口输出侧面板,面板通过双面胶固定,在面板下面是固定螺丝。 

 拧开螺丝,拆下固定面板。 

 拆下固定面板,首先看到的是插座内部的快充模块。 

 其中快充模块由两块PCB焊接组成,由电源模块和降压小板组成。其中电源模块与降压小板之间使用隔离板和麦拉片绝缘。电源模块采用黄铜散热片散热,并涂胶固定。 

 降压小板垂直焊接在底部的电源模块上,降压小板焊接三颗降压电感,分别对应两路USB-C和USB-A口输出。 

 拆出电源模块后,内部壳体通过螺丝固定,拧开螺丝继续拆解。 

 继续拆解取出内部插座模块,在插座模块一侧焊接两块PCB板。 

 交流输入焊接到小板上供电,并且焊接输出线为快充电源模块供电,插座一体铜带直接焊接到PCB上取电。 

 导线均冷压端子焊接。 

 接地线直接焊接到一体铜带上。 

 剪断快充模块的供电导线,首先开始观察快充模块。 

 电源模块焊接固定黄铜散热片,过孔焊接固定。 

 另外一片散热片也是焊接固定。 

 焊接取下散热片,对应氮化镓合封芯片同步整流管的位置涂有导热硅脂,光耦和贴片Y电容位置涂胶固定。 

 降压小板垂直焊接。 

 PCBA模块侧面一览,其中右侧开始为保险丝,安规X2电容,共模电感整流桥,高压滤波电容开关变压器等。 

 在另外一侧焊接两颗输出滤波电容,降压小板垂直焊接在底部PCB上。 

 滤波电容和降压小板特写,降压小板上焊接降压电感和滤波电容等。 

 PCBA模块背面一览,在右侧是氮化镓合封芯片,贴片Y电容,反馈光耦和同步整流控制器以及同步整流管。 通过对充电器PCBA模块的观察发现,安克67W 2C2A四口氮化镓桌面插座采用反激开关电源搭配同步整流,固定电压输出,为独立的降压小板供电。降压输出使用三路独立的同步降压电路,实现双口宽电压输出以及多口功率自动分配功能。下面我们就从输入端开始了解整个充电器的设计与用料。 

 首先拆下垂直焊接的降压小板,开始观察底部的电源模块。 

 输入端延时保险丝规格为3.15A 250V,外套热缩管绝缘。 

 安规X2电容来自DGCX东莞成希,容量为0.22μF。 

 共模电感采用漆包线和绝缘线并绕在绿色磁环上。 

 整流桥来自PY平伟,型号D8KB10,规格为8A 1000V。 

 两颗高压滤波电容来自ACON中元,第一颗规格为33μF400V。 

 第二颗共模电感采用扁铜线绕制。 

 第二颗高压滤波电容规格为400V 82μF。 

 充电器初级芯片采用南芯合封氮化镓芯片SC3057,将高性能多模式反激控制器、氮化镓驱动、氮化镓开关管、供电和保护等电路集成在一颗散热增强的QFN6*8封装内部。通过合封来简化外部元件数量,并消除传统驱动走线寄生参数对高频开关的影响。 

 南芯SC3057采用了功率走线和控制走线分开的设计,降低高频开关对控制回路的影响,并通过优化的焊盘设计,优化充电器走线设计与电气性能,简化设计开发。南芯SC3057内置165mΩ氮化镓开关管,支持175KHz开关频率,并支持X电容放电。 

 变压器磁芯采用胶带严密缠绕绝缘,变压器采用ATQ2618磁芯。 

 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。 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。 

 EL1018光耦用于输出电压反馈。 

 同步整流控制器来自南芯,型号SC3503,是一颗自适应开通检测和快速关断同步整流控制器,无需辅助线圈供电,输出电压最低可低至0V,专利的自适应开通检测电路避免同步整流管误开通,兼容多种MOS,具有超低的静态电流,支持多种工作模式,支持高侧和低侧同步整流,外围元件非常精简。 

 南芯SC3503是一颗成熟的同步整流控制器,已经应用于绿联30W PD快充氮化镓充电器、征拓65W 2C1A氮化镓充电器、倍思65W氮化镓插座、努比亚小黄人65W双口氮化镓快充等众多产品中。 

 同步整流管来自AOS万代,型号为AON6220,NMOS,耐压100V,导阻5.1mΩ,采用DFN5*6封装。 

 输出滤波固态电容规格为470μF 25V,两颗并联用于输出滤波。 

 降压小板正面一览,焊接两颗降压主控芯片和一颗降压转换器,开关MOS管和对应的USB-C以及USB-A母座。 

 背面焊接对应的磁环降压电感和输出滤波电容。 

 两个USB-C口的降压主控芯片均采用智融SW3516H,用于进行降压控制和协议识别。智融SW3516H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。 SW3516H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。 

 充电头网通过拆解发现,SW3516H还被华硕65W 2C1A氮化镓充电器、努比亚65W氘锋三口氮化镓快速充电器、雷柏65W GaN快充、绿联65W 4C口氮化镓快充充电器、联想90W闪充双口氮化镓充电器、鸿达顺120W四口2C2A快充等多款产品采用,此外智融的快充芯片还可用于USB PD快充移动电源、快充车充等领域。 

 另一颗SW3516H用于USB-C2接口降压输出。 

 降压开关管来自AOS万代,型号AON7544,是一颗耐压30V的NMOS,导阻为4.1mΩ,采用DFN3*3封装。 

 降压电感采用多线并绕,焊接在PCB背面。 

 输出滤波固态电容来自永铭,为NPT系列固态电容,规格为220μF25V。 

 输出VBUS开关管与降压开关管同型号。 

 USB-C2的降压开关管型号相同,均为AON7544。 

 降压磁环电感特写。 

 用于USB-C2接口的滤波电容,规格为220μF25V。 

 USB-C2的VBUS开关管,型号均为iAON7544。 

 用于两个USB-A的降压转换器来自硅动力,型号SP1289EF,是一颗同步降压转换器,支持4.5-30V宽电压输入,最大输出电流3A,具有低静态电流,开关频率可编程,内置可调整的线损补偿,适用于车充,充电器以及充电插排等应用场合。 

 硅动力 SP1289EF 详细信息。 

 输入滤波电容来自万裕,ULR系列固态电容,规格为25V 100μF。 

 降压电感采用磁环绕制。 

 输出滤波电容来自PolyCap柏瑞凯,为RN系列小尺寸固态电容,规格为330μF 6.3V。 

 用于充电器内部温度检测及保护控制功能的单片机,来自东软载波,型号ES8P5066FJNK,是一颗M0内核的32位高性能低功耗单片机,采用QFN32封装,内置ADC用于温度检测,同时还用于控制功率自动分配功能。 

 在降压小板上还焊接一颗热敏电阻,外套热缩管绝缘,用于电源模块温度检测。 

 NTC热敏电阻特写,用于过热保护功能。 

 USB-C接口特写,采用蓝色胶芯,过孔焊接固定。 

 USB-A采用蓝色胶芯,沉板焊接降低厚度。 

 用于电源指示的贴片LED指示灯。 

 最后来拆解插座模块,拧下插座模块后盖的固定螺丝,内部为一体铜带的插座结构。 

 两个插座都带有安全门,防止异物进入。 

 插座模块正面一览。 

 插座模块安全门特写。 

 电源输入线直接焊接连接到PCB上。 

 输入端压敏电阻温度保险丝采用热缩管包裹固定。 

 剪开热缩管,蓝色压敏电阻和白色温度保险丝紧贴在一起。 

 压敏电阻来自SET赛尔特,型号SFV14D471K,为SFV14D系列压敏电阻,标称压敏电阻470V,用于浪涌过电压保护。 

 温度保险丝同样来自赛尔特,Y2系列115℃温度保险丝,用于检测压敏电阻温升,进行过热保护。 

 另一块小板上焊接两颗贴片LED,分别用于浪涌保护和接地状态显示。 

 全部拆解完毕,来张全家福。 

充电头网拆解总结

 安克推出的这款氮化镓桌面插座具备两个USB-C接口和两个USB-A接口,其中两个USB-C接口支持67W快充,可以为笔记本电脑和手机充电,两个USB-A接口可以为不支持快充的设备充电,支持全面。插座还具有两个五孔插孔,并配备浪涌保护功能,有效确保用电安全。 

充电头网通过拆解了解到,安克这款桌面插座采用了南芯的氮化镓快充方案,内置SC3057合封氮化镓芯片和SC3503同步整流控制器,组成固定电压输出的开关电源。输出采用两颗智融SW3516H进行降压和协议控制,USB-A接口采用硅动力SP1289EF进行降压输出。 

桌面插座内部采用模块化设计,其中快充电源部分采用两块PCB焊接组成,充分利用空间。插座模块采用一体化铜条,焊接连接。插座模块与快充模块之间采用塑料支架和外壳隔离绝缘,整体做工优秀,经久耐用。

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