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Acon | 45W氮化镓充电器之拆解篇

时间:2022-07-18     【转载】   来自:充电头网   阅读

下面我们就对这款 45W氮化镓充电器进行拆解,看看内部是如何设计的,使用了什么方案。首先从充电器外壳接缝处拆开充电器,抽出内部PCBA模块,内部PCBA模块为多块小板焊接组合,外层包有铜片和麦拉片帮助散热。中元电子

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黄铜散热片焊接固定在PCB上,使用麦拉片与PCB绝缘。

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焊接拆下外层包裹的散热片,散热片与PCBA模块之间注胶导热,变压器与降压小板之间有麦拉片绝缘。使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为31.97mm。包括折叠插脚的长度约为41.49mm。

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PCBA模块宽度约为31.03mm。

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PCBA模块高度约为31.17mm。

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PCBA模块由两块小板与主板焊接组成,其中输入端小板焊接高压电解电容,共模电感,整流桥等器件,交流输入采用弹片压接在主板上供电。

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输出侧小板焊接输出母座以及二次降压电路,立体利用空间,提升空间利用率。

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焊接拆分PCBA模块,分别为二次降压小板,开关电源和整流滤波小板,充电器采用反激开关电源设计,同步整流,固定电压输出。输出电压通过输出小板上焊接的二次降压电路,由协议芯片根据负载需求,调节输出电压满足负载需求。


下面就从输入端开始了解各个元器件的信息。

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输入端延时保险丝为贴片焊接,连接在交流输入端,规格为3.15A 250V。

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整流滤波电路焊接在垂直的小板上,小板正面焊接共模电感,NTC浪涌抑制电阻,高压电解电容和差模电感。

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共模电感采用绝缘线和漆包线并绕,底部焊接绝缘支架,用于过滤EMI干扰。

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NTC热敏电阻用于抑制充电器插电的冲击电流,减小或消除插电时的火花,直径8mm,冷态电阻2.5Ω。小板背面焊接一颗WRMSB40M整流桥,这颗软桥通过较软的恢复曲线,比较平滑的关断特性,可以降低二极管结电容达到非常少的谐波振荡产生的效果。 铝电解电容器

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高压滤波电容来自Acon中元,规格为39μF 400V,连接在整流桥输出端,将整流桥输出的脉动直流电滤波为直流电。

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差模电感采用热缩管包裹绝缘,整流滤波小板输出的直流电连接到开关电源小板上,将整流桥发热元件和氮化镓合封芯片分开焊接在不同的电路板上,降低温升。

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开关电源小板正面焊接高压滤波电解电容,输出滤波固态电容,开关变压器和贴片光耦。

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在开关电源小板上焊接一颗高压滤波电解电容,33μF 400V,两颗滤波电容总容量为72μF。 

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内部集成氮化镓开关管的主控芯片特写,丝印YGN10 KA09070,型号为HL9552,提供集成GaN的合封芯片。HL9552内置260mΩ氮化镓开关管和QR控制器,具备高集成度,高转化效率,可实现小体积化的快充设计。支持CCM/QR/DCM控制模式,集成了逐周期限流,AOCP,OTP和LPS等功能,具备超低待机功耗20mW。拆解了解到,Elevation的合封氮化镓器件此前还被安能科技超迷你30W氮化镓充电器使用过。

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充电器采用铜箔屏蔽,使用高温胶带缠绕绝缘,标签标注充电器型号CD294,搭配HL9552氮化镓合封芯片使用。

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CT1018光耦用于输出电压反馈。

 

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贴片Y电容型号TMY1102M,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。

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次级同步整流控制器丝印IBHJ,实际型号为MP6908A,最高工作频率为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。 

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同步整流管型号为ZMS040N10N,是一颗耐压100V的NMOS,导阻4mΩ,采用DFN5*6封装。 

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输出滤波固态电容BC系列,规格为820μF 25V。  

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输出降压电路和USB-C母座焊接在单独的小板上,充分利用空间,并打胶水固定成为一个整体。 

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拆下二次降压小板,小板正面焊接两颗输出滤波固态电容和对应的降压电感以及USB-C母座。

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小板背面焊接两路同步整流降压电路和一颗协议芯片。

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协议芯片采用IP2738,两个接口输出均由其控制。IP2738是一颗双路协议芯片,支持双口18-140W快充应用,具备独立的反馈控制,具备独立的USB PD控制,相当于两颗IP2736整合到一颗芯片内部,快充规格与IP2736相同。支持USB PD3.1 28V EPR档位,并支持PD3.0/PPS等丰富全面的快充协议,兼容性非常好。IP2738内置四路独立的NMOS驱动,可用于多个接口输出控制,控制多个VBUS开关管进行输出端口切换以及两路电源并联控制,并且支持双路独立的过流、过压以及短路保护,确保使用安全。

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用于降压输出的同步整流降压控制器型号为IP6550,是一款支持36V输入的同步降压控制器,内置NMOS管驱动,外置两个MOS管进行高效同步整流降压。IP6550通过反馈引脚调节输出电压。开关频率135KHz,输入端耐压48V,内置完善的保护功能,采用QFN5*6封装,可实现简化的同步降压转换电路设计。 

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两颗同步降压开关管型号RUH4040M2,NMOS,耐压40V,导阻为5.5mΩ,采用PDFN3333封装。右上角R010电流采样电阻用于输出电流检测,进行过电流保护功能。

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磁环降压电感外套热缩管绝缘保护。 

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在胶水下面是VBUS开关管,与同步降压管同型号。 输出滤波电容CT系列固态电容,规格为220μF 25V。

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两路USB-C母座特写,白色胶芯,过孔焊接。 

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全部拆解完毕,来张全家福。 

拆解总结

45W氮化镓充电器小巧便携,配备折叠插脚,收纳及携带都十分方便。充电器具备双USB-C口输出,支持45W功率盲插,支持20V输出可以为笔记本电脑充电,同时支持3.3-11V 4.05A PPS快充,可以为三星手机高速充电,并且对支持大功率PPS快充的安卓手机,也有很好的快充效果。V-Chip片式铝电解电容器。 通过拆解了解到,这款充电器采用三块PCB板组合焊接,将整流桥,氮化镓合封芯片以及二次降压电路分别焊接在不同的PCB上,充分分摊热量,降低温升。HL9552内置260mΩ导阻氮化镓开关管,采用QFN5*6封装,集成度高且外围精简,待机功耗也很低,非常适合快充电源应用。充电器采用二次降压电路的设计,输出采用IP2738双路协议芯片+两路IP6550同步降压控制器的组合,支持功率盲插和自动分配,无需外置单片机进行接口功率控制。高压滤波电容采用中元电解电容,输出固态电容PCBA模块外层包裹铜片进行散热,提升散热效果。




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