前言
綠聯推出了業界首款滿血版PD3.1氮化鎵充電器X759,這款充電器具備5個USB-C接口和1個USB-A接口,總輸出功率達500W。其中USB-C1接口支持240W PD3.1快充,剩余4個USB-C接口支持100W快充,USB-A口也支持快充,滿足多個大功率設備同時快充。
綠聯500W氮化鎵充電器內置有源橋、交錯PFC和AHB拓撲,并內置英諾賽科氮化鎵芯片,從多個環節降低損耗,提高轉換效率,提升消費者的快充體驗。下面充電頭網就帶來綠聯500W氮化鎵充電器的拆解,一起看看內部的方案和用料。
綠聯500W氮化鎵充電器開箱
包裝盒正面印有UGREEN綠聯品牌,產品外觀、產品賣點,右下角500W字樣使用金色字體。
包裝盒背面上方是科技感十足的芯片電路圖設計,下方印有產品參數以及注意事項等。
包裝盒上參數特寫,下面到產品實物展示環節再介紹。
充電器包裹塑料袋保護。
包裝內含充電器,電源線和使用說明書。
綠聯500W氮化鎵充電器采用銀色金屬漆機身,印有UGREEN品牌和500W字樣。
機身另一側印有UGREEN字樣。
機身頂部設有大面積橡膠防滑墊。
輸入端外殼印有充電器詳細信息和電源輸入插座。
充電器參數特寫
500W 六口氮化鎵桌面快充充電器
型號:X759
輸入:100-240V~50/60Hz 7A Max
USB-C1輸出:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A、36V5A、48V5A 240W Max
USB-C2/C3/C4/C5輸出:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A 100W Max
USB-A輸出:5V3A、9V2A、12V1.5A、10V2.0A 20W Max
額定總輸出:500W Max
制造商:深圳市綠聯科技股份有限公司
產品通過了CCC認證。
充電器輸入端設有品字電源插座。
充電器輸出端設有5C1A六個接口。
5個USB-C接口均可用于筆記本電腦和手機快充。
接口旁標注輸出功率,USB-C1接口支持240W輸出,其余USB-C接口支持100W快充。
USB-A接口采用紫色膠芯。
測得綠聯500W氮化鎵充電器機身長度約為150mm。
機身高度約為117mm。
機身寬度約為61mm。
實測充電器機身重量約為1610g。
搭配電源線的重量約為1838g。
附帶的電源線采用魔術貼收納。
電源線上設有抗干擾磁環。
測得電源線長度約為2米。
電源線插頭印有UGREEN綠聯品牌。
測得電源線重量約為227g。
使用ChargerLAB POWER-Z KT003C測得USB-C1口支持UFCS、QC3.0/5、PD3.1、PPS、DCP充電協議。
PDO報文顯示USB-C口具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A、36V5A和48V5A七組固定電壓檔位,以及5-21V 5A一組PPS電壓檔位。
另外測得UFCS融合快充具備5-11V 4A和11-21V 3A兩組電壓檔位。
USB-C2接口支持UFCS、QC3+/5、AFC、PD3.0、PPS、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充電協議。
PDO報文顯示USB-C2口具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五組固定電壓檔位,以及5-21V5A一組PPS電壓檔位。
另外測得UFCS融合快充具備3.4-5.5V 3A、5.5-11V 3A和11-21V 3A三組電壓檔位。
USB-C3接口支持QC3+/5、FCP、SCP、AFC、SFCP、PD3.0、PPS、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充電協議。
PDO報文顯示USB-C3口具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五組固定電壓檔位,以及5-21V5A一組PPS電壓檔位。USB-C4和USB-C5接口協議與USB-C3接口完全相同,節省篇幅不再介紹。
USB-A接口支持QC3.0、FCP、SCP、AFC、SFCP、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充電協議。
綠聯500W氮化鎵充電器拆解
看完了綠聯500W氮化鎵充電器的外觀展示和輸出能力測試,下面就進行拆解,一起看看內部的方案和用料。
首先撕下裝飾墊,擰下固定螺絲,打開輸入端外殼。
連接導線與電源插座焊點打膠絕緣。
充電器內部PCBA模塊整體打膠灌封填充,提升耐候性和散熱性能,提升長時間大功率運行的穩定性。
拆下卡扣固定的輸出端面板,內部隱藏一顆固定螺絲。
從殼體中取出PCBA模塊,散熱片與PCBA模塊之間設有絕緣麥拉片。
充電器PCBA模塊整體包裹鋁合金散熱片,散熱片與PCB通過焊接固定。
PCBA模塊背面也設有鋁合金散熱片。
散熱片側面接縫使用銅箔膠帶粘貼固定。
充電器輸入端焊接安規X2電容和共模電感。
輸出端設有一塊小板,黃銅散熱片焊接固定到小板上。
使用游標卡尺測得PCBA模塊長度約為143mm。
PCBA模塊寬度約為110.3mm。
PCBA模塊厚度約為51mm。
拆解取下PCBA模塊外側的散熱片。
散熱片內部設有麥拉片絕緣。
PCBA模塊整體通過灌封膠填充。
清理掉填充的導熱膠,PCBA模塊正面一覽,左上角為交流輸入端,設有保險絲,壓敏電阻,安規X2電容和共模電感,左下角設有NTC熱敏電阻。右側設有有源橋整流小板,在有源橋整流小板右側設有薄膜濾波電容,濾波電感,上方設有PFC升壓電感和高壓濾波電容。
右側設有兩路AHB變壓器,中間位置設有兩顆諧振電容和對應的開關管小板,右側設有同步整流管,濾波電容和濾波電感,最右側設有降壓電路小板用于USB-C接口輸出。
PCBA模塊背面一覽,右上角設有八顆貼片Y電容,右側中間位置設有交錯PFC控制器,PFC開關管和PFC整流管。左側設有兩顆AHB控制器和對應的同步整流控制器,同步整流管,協議芯片和VBUS開關管。
焊接拆下輸出端黃銅散熱片,磁環電感打膠散熱。
焊接拆下有源橋整流小板,氮化鎵開關管小板和輸出降壓小板。通過對PCBA模塊的觀察發現,綠聯500W氮化鎵充電器采用有源橋代替傳統整流橋,采用交錯PFC電路,USB-C1接口采用AHB電路,由協議芯片控制,寬范圍電壓輸出。其余接口也采用一路AHB電路,通過多顆降壓芯片實現快充輸出和功率自動分配。
PCBA模塊側面一覽,設有保險絲,壓敏電阻,三級共模電感和兩級安規X2電容,右側還設有NTC熱敏電阻,右側后方設有有源橋整流小板。
保險絲和壓敏電阻外套熱縮管絕緣。
輸入端保險絲規格為10A 250V。
壓敏電阻來自南方宏明,型號ZVR14D561KJ,用于吸收過壓浪涌。
共模電感采用漆包線和絕緣線繞制。
安規X2電容來自京昊,規格為1μF。
共模電感采用漆包線繞制,底部設有電木板絕緣。
第二顆安規X2電容規格為0.47μF。
共模電感采用漆包線繞制,底部設有電木板絕緣。
熱敏電阻來自時恒電子,為MF72系列,規格為3D13,用于抑制上電的浪涌電流。
熱敏電阻旁設有兩顆溫度開關,在工作后升溫短接熱敏電阻,降低損耗。
有源橋整流小板正面設有有源橋式整流控制器,四顆MOS管和四顆二極管。
小板背面焊接銅塊增大散熱面積。
有源橋式整流器控制器來自恩智浦,型號TEA2208T,內部集成驅動器,能夠驅動四個MOS管,消除傳統整流二極管正向壓降帶來的損耗。芯片集成X電容放電和自供電功能,采用SO14封裝。
配合使用的MOS管來自平偉,型號PWE050N65SFTK,采用TOLL-2L封裝。
側面設有薄膜濾波電容,濾波電感,PFC升壓電感和開關變壓器。
另一側同樣設有PFC升壓電感和開關變壓器。
兩顆薄膜濾波電容規格為1μF450V。
磁環濾波電感特寫。
PFC控制器來自恩智浦,型號TEA2376DT,是一顆數字可配置交錯式PFC控制器,芯片采用DCM或QR模式,支持切相和突發模式運行功能,具備高PF和低THD特性,采用SO14封裝。
PFC開關管來自英諾賽科,絲印65TA080,型號INN650TA080BS,為耐壓650V的增強型氮化鎵開關管,瞬態耐壓800V,導阻80mΩ,具備開爾文源極,符合AEC-Q101認證,采用TOLL封裝。
英諾賽科氮化鎵開關管為增強型常關器件,具有極低的柵極電荷和輸出電荷,內置ESD保護,符合RoHS、無鉛、歐盟REACH法規。適用于圖騰柱PFC,快充電源,高功率密度以及高能效開關電源應用。
英諾賽科 INN650TA080BS 資料信息。
充電頭網通過拆解了解到,英諾賽科氮化鎵芯片目前已被三星,OPPO,VIVO,聯想,雅迪,LG,華碩,安克,努比亞,倍思,綠聯,閃極等多家知名品牌和廠商所采用,出貨量突破14億顆。
搭配使用的碳化硅二極管來自森國科,型號KS10065N,規格為650V 10A,采用PDFN8*8封裝。
另一路氮化鎵開關管同樣采用英諾賽科INN650TA080BS。
另一路碳化硅二極管同樣采用森國科KS10065N。
兩顆22mΩ電阻并聯,用于檢測PFC開關管電流。
PFC升壓電感采用PQ32磁芯繞制。
另一顆PFC升壓電感相同。
高壓濾波電容來自艾華,為WH系列105℃工作溫度電解電容。
電容規格為420V180μF。
另一顆濾波電容規格相同。
AHB控制器來自立锜科技,型號RT7795,芯片內置625V高壓啟動器件,輸出功率可達300W,支持5-48V輸出電壓,內置X電容放電,采用連續諧振工作模式。RT7795支持130KHz、180KHz、240KHz和300KHz工作頻率。芯片內部集成高側驅動器,能夠直接驅動GaN或MOS,采用WQFN-24L封裝。
另一路AHB控制器型號相同。
為主控芯片供電的穩壓芯片來自立锜科技,絲印4X=,型號RT9072B,支持80V輸入電壓和60V輸出電壓,輸出電流為20mA,采用SOT23-5封裝。
為主控芯片供電的濾波電容規格為22μF100V。
另一顆濾波電容規格為47μF50V。
AHB半橋的氮化鎵開關管焊接在垂直小板上,共四顆開關管對應兩路輸出。
小板背面沒有元件。
氮化鎵開關管來自英諾賽科,絲印70D140C,型號INN700D140C,為耐壓700V的增強型氮化鎵開關管,瞬態耐壓800V,導阻140mΩ,具備開爾文源極,采用DFN8*8封裝。
英諾賽科氮化鎵開關管具有極低的柵極電荷和輸出電荷,符合JEDEC標準的工業應用要求,內置ESD保護,符合RoHS、無鉛、歐盟REACH法規。適用于圖騰柱PFC,快充電源,高功率密度以及高能效開關電源應用。
英諾賽科 INN700D140C 資料信息。
用于PD3.1單路輸出的諧振電容規格為0.68μF450V。
用于PD3.0多路輸出的諧振電容規格為0.33μF450V,兩顆諧振電容均來自廈門法拉。
變壓器磁芯粘貼熱敏電阻檢測溫度。
另一顆變壓器同樣粘貼熱敏電阻。
貼片Y電容來自四川特銳祥科技股份有限公司,具有體積小、重量輕等特色,非常適合應用于氮化鎵快充這類高密度電源產品中。料號為TAY2471ME。
兩顆貼片Y電容料號相同。
交流輸入端設有八顆貼片Y電容,產品料號相同。
在PCB正面也設有四顆料號相同的特銳祥貼片Y電容。
億光EL1018光耦用于PD3.1單路輸出電壓反饋。
另一顆光耦用于PD3.0多路輸出電壓反饋。
同步整流控制器來自立锜科技,型號RT7220E,是一款用于非對稱半橋架構的同步整流控制器,支持CRM、CSM和BM工作模式,芯片支持5-48V寬輸出電壓范圍,并支持雙脈沖模式優化效率,采用SOP-8封裝。
同步整流管來自英飛凌,絲印074N15N,型號BSC074N15NS5,NMOS,耐壓150V,導阻7.4mΩ,采用TSON-8-3封裝。
輸出濾波電容來自柏瑞凱,為RT系列高紋波電流固態電容,規格為220μF63V,三顆并聯。
輸出濾波電感采用漆包線繞制。
協議芯片采用立锜科技RT7209,芯片內部集成反饋補償電路和5V穩壓器,支持3-55V輸出電壓范圍,適合PD3.1 SPR和EPR 48V應用。芯片支持PD3.0/PD3.1SRP和EPR,支持UFCS和私有快充協議,具備自適應輸出過壓和欠壓保護,支持多種可編程的保護功能,采用WQFN-28L封裝。
輸出VBUS開關管來自平偉,型號PW029N06ESL,NMOS,耐壓60V,導阻2.23mΩ,采用DFN5*6封裝。
另一路同步整流控制器同樣采用立锜科技RT7220E。
同步整流管絲印PW4210,采用三顆并聯。
輸出濾波電容規格為1000μF25V,三顆并聯。
輸出濾波電感采用漆包線繞制。
輸出端降壓小板特寫,上方焊接濾波電容,降壓電感,中間設有USB-C,USB-A母座,同步降壓開關管和濾波電容。
降壓小板背面焊接四路USB-C口降壓協議芯片和對應的VBUS開關管,以及一路對應USB-A口的降壓芯片。USB-C和USB-A母座均為過孔焊接固定,牢固耐用。
USB-C2降壓協議芯片來自智融,型號SW3561,這是一顆支持雙USB-C口輸出的降壓SoC芯片,芯片內部集成高效率同步降壓控制器,支持20V5A功率輸出,并支持USB PD3.1 SPR。芯片內部集成ARM Cortex-M0內核,集成Type-C邏輯,支持PD3.1/QC/SCP/UFCS融合快充等快充協議,支持快充協議定制。
智融SW3561支持雙USB-C口通路控制,支持線損補償,搭配兩顆同步降壓開關管和對應接口的VBUS開關管即可實現雙口降壓輸出。芯片內置的降壓轉換器默認工作頻率為180KHz,支持定制工作頻率,支持100W功率輸出,滿足小體積設計。芯片集成過熱保護,輸入輸出過壓/欠壓保護,輸出過流保護以及數據引腳過壓保護等完善的保護機制,采用QFN32封裝。
智融科技 SW3561 資料信息。
充電器USB-C3,C4,C5接口使用智融SW3536芯片降壓輸出。SW3536是一款高集成度的多快充協議雙口充電芯片,支持USB-A+USB-C雙口快充輸出,支持雙口獨立限流。內部集成了7A高效率同步降壓變換器,支持PPS/PD/QC/AFC/FCP/SCP/PE/SFCP/TFCP等多種快充協議,最大支持140W輸出功率。
SW3536集成CC/CV模式,雙口管理邏輯以及雙芯片動態功率分配,外圍元件精簡,是一顆完整的高性能多快充協議雙口充電解決方案。SW3536支持36V輸入電壓,滿足12-24V輸入車充應用,適用于快充適配器,插排以及車充應用。
USB-C4接口使用智融SW3536降壓協議芯片。
USB-C5接口使用智融SW3536降壓協議芯片。
輸入濾波電容來自柏瑞凱,為RN系列小尺寸固態電容,規格為220μF25V。
對應四個USB-C接口使用的同步降壓開關管來自智融科技,型號SWT40N45,耐壓45V,導阻6.8mΩ,采用PDFN3030封裝。
四顆磁環電感對應四路USB-C接口,外套熱縮管絕緣。
輸出濾波電容來自柏瑞凱,規格為220μF25V。
VBUS開關管也采用智融科技SWT40N45。
用于USB-A接口的降壓芯片使用智融科技SW3526,芯片內部集成3.5A高效率同步整流降壓轉換器,支持PPS、PD、QC、AFC、FCP、SCP、PE、SFCP、低壓直充等充電協議,支持CC/CV模式,外部僅需少量器件,即可組成完整的高性能多快充協議充電解決方案。
得益于芯片的高集成度,SW3526將傳統降壓方案中協議芯片,同步降壓控制器和降壓MOS管全部濃縮集成在一個封裝內部,極大的簡化了多口快充的電路設計。
智融 SW3526 詳細規格資料。
輸入濾波電容規格為220μF25V。
降壓電感外套熱縮管絕緣。
輸出濾波電容規格為220μF25V。
穩壓芯片來自微盟,型號ME6203A50,支持30V輸入電壓,輸出電壓為5V,輸出電流為100mA,采用SOT-89封裝。
用于檢測充電器角度的傳感器特寫。
全部拆解一覽,來張全家福。
充電頭網拆解總結
最后附上綠聯500W氮化鎵充電器的核心器件清單,方便大家查閱。
綠聯這款氮化鎵充電器具備500W總輸出功率,USB-C1接口支持PD3.1 240W快充輸出,剩余快充接口支持100W快充,為業界首款滿血版PD3.1充電器產品,能夠同時為5臺筆記本電腦快充,滿足快節奏下多設備快充需求,
充電頭網通過拆解了解到,綠聯500W氮化鎵充電器采用有源橋式整流,使用恩智浦TEA2208T控制器搭配平偉整流管,消除傳統整流橋帶來的損耗。交錯PFC使用恩智浦TEA2376DT控制器搭配英諾賽科INN650TA080BS氮化鎵開關管和森國科KS10065N碳化硅二極管。
兩路AHB電路使用立锜科技RT7795控制器,搭配使用RT7220E同步整流控制器。其中一路為240W PD3.1輸出,使用英飛凌BSC074N15NS5同步整流管,協議芯片采用RT7209。另一路為多路降壓輸出,使用智融科技SW3561搭配SW3536用于USB-C接口輸出,USB-A接口采用SW3526同步降壓芯片。
綠聯500W氮化鎵充電器內部采用多塊PCB組合焊接,提升空間利用率,減小體積。PCBA模塊采用導熱膠灌封,提升散熱性能和耐候性。對應發熱元件采用小板垂直焊接,降壓電感設有散熱片,并打膠導熱。充電器內部還設有多個NTC溫度傳感器,用于過熱檢測,并具備完善的保護功能,全方位確保用電安全。
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