今年是氮化镓充电器爆发元年,各大品牌纷纷推出自家氮化镓充电器,竞争十分激烈。SHARGE闪极作为一家年轻的科技公司,虽然受到疫情冲击,但仍一口气推出了65W、90W和100W三款氮化镓快充充电器,充分展示了公司的活力和实力。
其中闪极100W氮化镓快充充电器配备有3C1A四个接口,两个C口支持100W快充,性能完全一样,支持功率盲插,另外1A1C接口都支持30W快充输出。此外充电器还支持多种充电策略,兼容协议广泛电压档位齐全,充分满足各类设备日常快充需求。下面充电头网就对这款产品进行详细拆解,一起来看看其设计做工如何。
一、闪极100W氮化镓充电器外观
包装盒采用暗灰配色,且为两段设计,上端印刷黑色平行条纹,下端设有SHARGE品牌,“E”字母使用3个绿色小点点缀,十分显眼。
包装背面同样是黑色主体配以绿色设计,此外印有充电器名称、特性和参数等信息。
打开包装盒,充电器外套防刮塑料膜,并使用黑色EVA固定保护。
取出充电器,下面放有使用说明书。
包装内全部东西一览。
充电器采用方块造型设计,机身棱角分明,正背面主要采用独特斜纹槽设计,增加散热和提升使用手感。
从正面看去宽高相同,正方形几何美学凸显。
底部镶嵌一条银灰铝合金标贴,镭雕SHARGE品牌logo。
充电器自身携带一个可折叠国标插脚,此外还可组装其它插脚,方便外地出差使用。
该侧机身壳上还标注有充电器参数信息
型号:S100A
输入:100-240V~50/60Hz 1.5A Max
单口输出:
USB-C1/C2:3.3-20V5A、5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A
USB-C3:5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A
USB-A:4.5-5V5A、9V3A、12V2.5A、20V1.5A
双口输出:
USB-C1+USB-C2:65W+30W
USB-C3+USB-A:15W
USB-C1/C2+USB-C3:65W+30W
USB-C1/C2+USB-A:65W+30W
三口输出:
USB-C1+USB-C2+USB-C3/A:45W+30W+24W
USB-C1/C2+(USB-C3+USB-A):65W+15W
四口输出:
USB-C1+USB-C2+(USB-C3+USB-A):45W+30W+15W
委托方:Sharge,Inc(美国闪极公司)
制造商:闪极科技(深圳)有限公司
产品已经通过了3C认证。
输出端配备3C1A四个接口,USB-C口黑色胶芯不露铜,USB-A口绿色胶芯,接口旁设有功率标识。
使用游标卡尺实测充电器机身宽度为73.02mm。
高度为73.09mm。
厚度为27.67mm。
和苹果96W充电器大小直观对比,两者体积相差无几。
拿在手上的直观感受。
充电器净重约为222g。
使用ChargerLAB POWER-Z KT002检测USB-C1口输出协议,显示支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A和DCP协议,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、MTK PE+2.0、PD3.0、PPS多个快充协议。
除此之外,其PDO报文显示USB-C1口具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五组固定电压档位,以及3.3-21V5A一组PPS电压档位。
另外使用KT002检测发现USB-C2口输出协议和C1口的完全相同。
此外PDO报文也相同,USB-C1和USB-C2这两个接口单口输出性能完全一样,支持功率盲插,使用更方便。
USB-C3口输出协议也和C1、C2口的一样。
不过PDO报文就不一样了,USB-C3口具备5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五组固定电压档位,以及3.3-11V3A一组PPS电压档位。
最后使用KT002检测USB-A口输出协议,显示支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A和DCP协议,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、MTK PE+2.0等多个快充协议。
二、闪极100W氮化镓充电器拆解
将机身壳拆开取出充电器,输入端通过AC导线连接通电,PCB板背面配有黄铜散热片,并且粘贴绝缘胶带进行绝缘保护。
正面黄铜散热片与PCB板之间还使用白色导线接地。
PCB板正面一览,各元器件之间全部打胶处理。
PCB板背面一览,初次级之间镂空并设有绝缘隔离板。
取下绝缘隔离板可以看到两颗被遮挡的APFC升压元件。
通过对电路板正背面电路分析发现,闪极这款充电器采用了APFC升压供电,开关电源定压输出,三路独立降压四口输出的设计架构。其中C1和C2口二次降压方案完全一样,从而实现了单口输出性能完全一致,支持功率盲插功能。下面我们从输入端开始了解各元器件的信息。
输入端一览,设有保险丝、NTC浪涌抑制电阻、两级共模电感、X电容以及整流桥,并且打胶处理,左侧整流桥还使用螺丝固定在散热片上,散热片外套有绝缘管。
延时保险丝规格为3.15A 250V。
NTC浪涌抑制电阻特写,用于抑制上电浪涌电流。
共模电感双向绕制绿色磁芯,用于滤除EMI干扰。
另一颗共模电感扁平铜带绕制。
安规X电容容量0.47μF,来自DGCX东莞市成希电子有限公司。
UG6KB100整流桥特写。
PCB板侧面一览。
散热片另一侧是PFC升压电路,可以看到设有红色薄膜电容和PFC升压电感。
主板背面对应区域设有PFC升压控制器和开关管。
滤波电感外套热缩管。
红色薄膜滤波电容特写,规格为0.47μF 450V。
另一颗特写,规格同样是0.47μF 450V。
PFC升压控制器采用ON安森美NCL2801,增强的高效率PFC控制器。
安森美NCL2801。
PFC开关管采用纳微NV6115氮化镓功率芯片。NV6115内置驱动器以及复杂的逻辑控制电路,170mΩ导阻,耐压650V,支持2MHz开关频率,采用5*6mm QFN封装,节省面积,得益于NV6115内置驱动器,无需外置驱动器,简化驱动电路,更加节省PCB空间。
纳微半导体 NV6115 详细资料。
充电头网拆解了解到,采用纳微半导体NV6115的还有小米GaN充电器Type-C 65W、OPPO 50W饼干氮化镓快充、贝尔金68W双C口GaN充电器、雷柏65W GaN快充、摩米士65W 2C1A氮化镓充电器、柚比30W 1A1C氮化镓充电器、倍思120W氮化镓充电器等产品。
PFC升压电感特写,顶部贴有信息标签。
安森美RHRP860,具有软恢复特性的超高速二极管。
安森美RHRP860-F085资料信息。
PFC电流检测的色环电阻特写。
PCB板另一侧一览,设有高压滤波电解电容、PWM主控芯片供电电容、变压器和次级同步整流MOS管。
高压滤波电解电容来自永铭,规格为68μF 450V。
PWM主控芯片供电电容特写,规格为35V 47μF。
另一颗特写,规格同样是35V 47μF,为PFC升压控制器供电。
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,并且具有超低的待机功耗,支持宽工作电压范围。
安森美NCP1342详细资料。
充电头网通过拆解了解到,采用安森美NCP1342主控芯片的还有小米120W超级快充、iQOO 120W闪充充电器、傲基100W氮化镓快充、联想90W闪充双口氮化镓充电器、努比亚65W氮化镓充电器、洛克65W氮化镓PD快充充电器、飞利浦65W快充插座等。
初级开关同样采用纳微NV6115氮化镓功率芯片。
变压器特写,顶部贴有信息标签。
亿光EL 1019光耦,横跨在初级和次级之间,用于初级次级通信,反馈调节输出电压。
输出抗干扰蓝色Y电容,来自DGCX东莞市成希电子有限公司。
另一颗特写。
丝印IAZEK次级同步整流控制器,实际是MPS芯源半导体的MP6908,支持宽输出电压范围,支持多种操作模式。
MP6908详细规格参数。
充电头网了解到,采用MPS MP6908的还有小米GaN充电器Type-C 65W、雷柏65W GaN快充、安克 65W USB PD快充充电器、小米USB PD充电器+充电宝、联想YOGA 65W USB PD快充充电器等。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、紫米65W 2C1A桌面PD快充充电器等数十款产品采用。
次级同步整流MOS特写,龙腾LSGC15R085W3。
输出端一览,四个USB母座均焊接在小板上。
同步整流输出滤波固态电容,永铭NPX系列固态电容,规格为25V 820μF。该系列电容具有小体积、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摩米士65W 2C1A氮化镓快充充电器、倍思45W 1A1C氮化镓充电器、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,获得客户一致认可。
另外两颗规格为25V 470μF。
无丝印芯片特写,用于输出接口功率智能分配。
USB-C1母座所在小板正面设有降压电感和固态电容,电感下面有绝缘胶带进行隔离,Type-C母座有TVS进行静电保护。
将电感拆掉,下面设有二次降压主控芯片。
背面设有三颗MOS管。
USB-C1降压电路主控芯片均采用的是智融SW3516H,用于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。其集成了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还被努比亚65W 2C1A氮化镓充电器、洛克65W氮化镓快充充电器、RAVPOWER 65W 1A1C氮化镓快充充电器、毕亚兹65W 2C1A氮化镓充电器等多款产品采用,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。
背面三颗MOS管均为大中SM4506NHKP,NMOS,耐压30V,DFN5x6-8封装。其中两颗用于为USB-C1口输出同步整流降压。
大中SM4506NHKP资料信息。
降压电感特写。
降压输出滤波固态电容特写,规格为25V 330μF。
第三颗大中SM4506NHKP作为USB-C1口输出VBUS开关管。
USB-C1母座特写,过孔焊接。
USB-C2口所在小板正面一览,同样设有电感和电容。
背面也是三颗大中SM4506NHKP MOS管。经观察发现上述两块小板用料设计完全一样,因此单口输出性能也就相同,支持功率盲插。
另外1A1C接口二次降压电路主控芯片采用智融SW3518S,这是一款高集成度的多快充协议双口充电芯片,并已经通过了VOOC认证。芯片支持A+C口任意快充输出,支持双口独立限流,集成了5A高效率同步降压变换器,支持PPS、PD、QC、AFC、FCP、SCP、PE、SFCP、VOOC等多种快充协议,最大输出PD100W。
智融SW3518S资料信息。
外挂两颗泰德TDM3478 NMOS管,NMOS,耐压30V,用于为1A1C接口输出同步整流降压。
泰德 TDM3478 详细资料。
降压电感特写。
降压输出滤波固态电容,规格为25V 330μF。
威兆 VS3622DE 双NMOS,耐压30V,这里作为USB-C3和USB-A口的输出VBUS开关管,上方两颗R005电阻为1A1C接口输出检流电阻。
威兆 VS3622DE 资料信息。
充电头网了解到,威兆MOS还被WIZ 96W USB PD快充超级充电站、毕亚兹2C1A 65W氮化镓充电器、华为20W电荷泵快充充电器、vivo 33W FlashCharge2.0快充充电器、小米原装30W快充充电器、紫米65W USB PD迷你充电器等数十款电源产品采用。
将另外1A1C接口所在小板拆下。
USB-C3母座特写。
USB-A母座特写,正负极加宽,舌片前端有特殊触点。
全部拆解完毕,来张全家福。
充电头网拆解总结
闪极100W氮化镓充电器采用方块造型机身,棱角分明,正背面是冷感纹理,外观别具一格。充电器自带可折叠插脚,同时还可加装其它规格插脚,居家使用或携带外地出差都得心应手。此外充电器性能也是万金油般的存在,支持QC、AFC、FCP、SCP、PE+2.0、PD3.0、PPS等多个快充协议,支持65W+30W或45W+30W+24W充电策略,满足多台设备同时快充需求。
充电头网通过拆解了解到,充电器采用APFC升压、开关电源和三路独立DC-DC架构组成。其中APFC升压电路采用安森美NCL2801搭配纳微NV6115氮化镓功率芯片;开关电源由安森美NCP1342搭配纳微NV6115,以及芯源MP6908A搭配龙腾MOS组成,同步整流定压输出固定电压;C1和C2两路均采用智融SW3516H进行二次降压和协议识别,另外C3和USB-A为一路采用的是智融SW3518S方案。
此外PCB板上的元器件注胶处理,正背面还配有隔离板和大面积黄铜散热片,增强内部稳定性和散热性能;为解决多口带来的体积问题,采用了多颗永铭小体积电容进行滤波,此外输出端设有三块小板增加空间利用率。
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