氮化镓充电头优缺点(功率密度媲美小米GaN)

近日飞频科技推出了一款65W单C口氮化镓快充充电器,这款充电器不仅快充协议多,电压档位齐全,而且团购价99元两个,简直是拼单神器,性价比很高。此外这款充电器同样小巧轻便,易于携带,经充电头网实测功率密度达到了1.11W/cm³。

和小米65W GaN相比较,两者无论是性能、重量还是体积大小都在伯仲之间,团购期间入手价仅仅为小米的三分之一,这样的福利不多见。当然充电器内部用料也成了消费者关注的焦点,接下来充电头网就通过产品的详细拆解为大家揭晓。

一、飞频65W氮化充电器外观

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包装盒正面印有充电器外观图以及飞频快充和65W氮化镓充电器字样,顶部带有挂钩设计方便产品展卖。

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背面印有FC193C产品型号和厂商相关信息,由深圳坤兴科技有限公司代工生产。

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侧面印有产品六大保护标识和相关参数信息。

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充电器采用PC阻燃材质白色外壳,表面亮面设计,侧身各面之间为弧面过渡。

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输入端配备固定式国标插脚。

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输入端外壳上标注有充电器的参数信息

型号:FC139C

SN:2020263F00198

输入:100-240V~50/60HZ 1.5A

输出:PD:5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/3.25A

PPS:3.3-20V/3A

制造商:深圳市坤兴科技有限公司

监制:飞频科技(上海)有限公司

产品已经通过了CCC认证和VI级能效认证。

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输出端配备一个USB-C口,黑色胶芯不露铜,接口旁边印有Amadapter。

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使用游标卡尺实测充电器长50.64mm。

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宽33.94mm。

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厚度为34.12mm。由充电器三维可以算出体积为58.64cm³,功率密度为1.11W/cm³。

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充电器净重约为85g。

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使用ChargerLAB POWER-Z KT002检测USB-C口输出协议,显示支持Apple 2.4A、Samsung 5V/2A、DCP协议,以及QC2.0、QC3.0、AFC、FCP多个快充协议。

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除此之外,其PDO报文显示USB-C口还支持USB PD3.0快充标准,具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五个固定电压档位以及3.3-11V/3A和3.3-21V/3A两组PPS电压档位。

二、飞频65W氮化镓充电器拆解

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将输入端外壳拆开,可以看到内部配有黄铜散热片和导热垫帮助导热,插脚和PCB板通过弹片接触式通电。

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充电器由两块PCB板相互垂直焊接组成,散热片内侧粘贴绝缘胶带和导热贴进行绝缘。

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侧面PCB板上焊接有高压滤波电解电容以及变压器等器件,并且打胶固定。

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板子背面一览,光耦和Y电容横跨在初级次级之间,此外还有整流桥和同步整流部分。

经过对充电器整体电路观察分析发现,飞频65W USB PD氮化镓充电器采用了开关电源宽范围输出,由协议芯片控制输出电压的典型架构。下面我们就从输入端开始一一了解各元器件。

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输入端一览,焊接有保险丝、安规X电容、滤波电感等元器件,并且打胶加固。

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保险丝特写,外套热缩管。

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安规X电容特写,规格为0.22μF,来自DGCX东莞市成希电子有限公司。

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共模电感双线绕制,用于滤除EMI干扰。

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WRMSB40M整流桥来自深圳市沃尔德实业有限公司,两颗用于均摊发热。WRMSB40M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。

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沃尔德WRMSB40M详细资料信息。

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滤波电感外套热缩管。

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PCB板侧面一览。

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两颗较小的高压滤波电解电容规格均为400V 27μF。

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第三颗高压滤波电解电容规格为400V 47μF。

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此外还有一颗小的PWM主控芯片供电电容,规格为160V 4.7μF。

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PCB板另一侧一览,小板背面焊接有主控芯片和氮化镓功率芯片。

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PWM主控芯片为ON安森美NCP1342,这是一颗高频初级PWM控制器,内置主动X2电容放电和多重完善的保护功能。

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安森美NCP1342 详细资料。

充电头网通过拆解了解到,初级侧采用安森美NCP1342的氮化镓充电器还有SlimQ 65W氮化镓USB PD快充充电器、品胜65W USB PD氮化镓充电器、爱否开物2C1A 65W PD氮化镓充电器和倍思65W 2C1A GaN氮化镓充电器等产品。

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初级侧氮化镓开关管来自英诺赛科,型号是INN650D02 ,耐压650V,导阻低至0.2Ω,符合JEDEC标准的工业应用要求,这是整个产品的核心元器件。INN650D02 “InnoGaN”开关管高频特性好,且导通电阻小,适合高频高效的开关电源应用,采用DFN8*8封装,具备超低热阻,散热性能好,适合高功率密度的开关电源应用。

英诺赛科向充电头网透露,INN650D02 “InnoGaN”开关管基于业界领先的8英寸生产加工工艺,是目前市面上最先量产的先进制程氮化镓功率器件,这项技术的大规模商用将推动氮化镓快充的快速普及。

该氮化镓开关管还被魅族65W氮化镓充电器、Lapo 65W USB PD氮化镓快充充电器、ROCK 65W氮化镓快充充电器采用。

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英诺赛科 INN650D02 详细资料。

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变压器使用胶带包裹,侧面喷码有信息。

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OR-1009光耦,横跨在初级和次级之间,用于初级次级通信,调节反馈输出电压。

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输出抗干扰蓝色Y电容来自STE松田电子。

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另一颗Y电容来自深圳市特锐祥电子有限公司,采用黑色注塑外壳,贴片封装,有利于充电器的高集成度,非常适合氮化镓充电器的设计,但成本比传统插件式Y电容更高。

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丝印IBHJM次级同步整流控制器,实际型号为MP6908A,来自MPS芯源半导体,最高工作频率600KHz。

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MPS MP6908A详细规格参数。

充电头网拆解了解到,采用MPS MP6908A的还有倍思65W 2C1A GaN氮化镓充电器、爱否开物1A2C 65W PD氮化镓充电器和RAVPOWER 65W氮化镓充电器,此外MPS同步整流芯片还被小米9 Pro原装45W快充充电器、thinkplus 45W USB PD充电器、thinkplus 65W口红USB PD充电器、紫米65W 2C1A桌面PD快充充电器、谷歌Pixelbook原装45W USB PD快充充电器等数十款产品采用。

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次级同步整流MOS采用恒泰柯HGN070N12SL,NMOS,耐压120V,DFN5X6封装。

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恒泰柯HGN070N12SL资料信息。

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将侧面小板拆掉,主控PCB板输出端上焊接有输出滤波固态电容、协议芯片和输出VBUS开关管。

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两颗输出滤波固态电容规格为25V 330μF,永铭NPX系列固态电容,具有小体积、低ESR、高容许纹波电流、高可靠性等特点。

充电头网了解到,永铭NPX系列固态电容此前已被鸿达顺65W 2C1A氮化镓快充充电器、图拉斯24W 1A1C快充充电器、努比亚65W氮化镓充电器、图拉斯30W 1A1C USB PD快充充电器等多款产品采用,获得客户的高度认可。

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USB PD协议芯片来自Hynetek慧能泰半导体,型号HUSB350。HUSB350是一颗高性能、高集成度的USB TypeC Power Delivery(电力传输)控制器。它集成了 PD2.0、PD3.0、PPS、QC2.0/3.0、AFC、FCP、BC1.2、DCP、5V/2.4A等充电协议。HUSB350适用于电源适配器、车载充电器、移动电源等应用场合;支持SOP-14L和QFN-16L两种封装形式。

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慧能泰HUSB350资料信息。

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输出VBUS开关管采用美莱创新CN4309,PMOS,耐压30V。

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美莱创新CN4309详细资料。

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USB-C母座特写,过孔焊接。

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全部拆解完毕,来张全家福。

充电头网拆解总结

飞频65W氮化镓快充充电器采用PC阻燃材质白色外壳,表面亮面处理,侧面之间弧面过渡,使用不硌手。USB-C口支持QC2.0、QC3.0、AFC、FCP、PD快充协议,具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A、3.3-11V/3A和3.3-21V/3A这些电压档位,可以满足各类数码产品的充电需求。

充电头网通过拆解了解到,这款充电器采用了开关电源宽范围输出,协议芯片控制输出电压的典型架构。充电器的AC-DC部分,由安森美NCP1342搭配英诺赛科氮化镓功率器件,以及同步整流控制器MP6908A搭配恒泰柯MOS组成;最后由慧能泰USB PD协议芯片HUSB350控制输出。此外输入输出端元器件打胶加固,还配有导热垫和散热片帮助散热,输出两颗永铭固态电容并联滤波,内部稳定性和散热性能有保证。

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