-----充電頭網拆解報告 第2217篇-----現在越來越多的廠商都把充電器和插線板集成在一起，打造小巧實用的快充插線板，滿足使用時交流電源擴展和手機充電等功能。相比傳統插線板使用充電器時還要占用插孔位置，快充插線板的出現，讓桌面更加整潔清爽。倍思新推出了一款30W輸出功率的氮化鎵快充插線板，插線板帶有兩個五孔插口和一個兩插插口，支持三台交流供電的設備使用，插線板還支持30W快充輸出，具備1C2A接口，支持PPS快充，能滿足主流手機的快充需求。值得一提的是，這款插線板還內置了數字保護電路，支持檢測交流輸入過壓、欠壓，以及輸出過載等保護功能，在出現異常時自動切斷電源，確保插線板和用電設備的安全。下面充電頭網就對這款氮化鎵快充插線板進行拆解，看看內部設計如何。包裝盒正面印有Baseus品牌、產品外觀、名稱、30W以及GaN標識。插座依舊是該系列經典的長條方柱造型機身，PC材質白色外殼，表面磨砂處理，另外自帶三腳插頭電源線。插頭插腳套有塑料殼保護，兩側設有小凹面方便插拔使用。機身頂面設有AC插孔和電源鍵，電源鍵外圍還有指示燈環設計。組合插孔特寫，都內置安全門防止異物進入，用電更加安全。輸入：200-240V~50/60Hz 0.8A MaxUSB-C輸出：5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5AUSB1/2輸出：5V3A、9V3A、12V2.5A、20V1.5A機身端部配有2A1C三個USB接口，均為橘紅色膠芯。使用ChargerLAB POWER-Z KM002C測得USB-C口支持Apple2.4A、QC3.0、QC4+、AFC、FCP、PD3.0和PPS充電協議。PDO報文方面，支持5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五組固定電壓，以及3.3V-11V2.5A一組PPS電壓檔位。測得USB-A口都支持Apple2.4A、QC3.0、AFC、FCP協議。在對倍思30W快充插座有了基本了解後，下面繼續對其進行拆解，看看做工如何。首先撬開插線板的外殼，內部是插座模塊和快充模塊，兩者為獨立結構。插座模塊引出導線連接到快充模塊，由快充模塊控制供電。在蓋板下面還隱藏了一個兩插插座，在插線板底部，未被使用。輸入的火線零線連接到快充模塊，快充模塊控制插座模塊輸出，導線均為焊接連接。剪斷導線取出快充模塊，外殼內部觸摸區域以及指示燈特寫。其中藍色和棕色導線連接到快充模塊供電，紅色和黑色導線連接插座模塊供電。快充模塊由四塊PCB板焊接組成，其中對應插座模塊的位置貼有麥拉片絕緣。另外一側為輸出USB母座小板，焊接USB-C和兩個USB-A母座。電路板圍成的空間內部布置開關電源以及繼電器等元件。將四塊小板拆分開來，分別為控制電路電源，快充電源模塊，輸入電壓電流檢測控制電路和輸出協議電路。通過對PCBA的觀察發現，倍思這款30W 2A1C快充插線板內置三路開關電源，分別用於快充輸出，繼電器控制，功率檢測和觸摸功能。其中快充電源採用高頻反激開關電源寬電壓輸出，輸出電壓由協議芯片反饋給初級主控芯片，調節輸出電壓為輸出接口供電，實現單口快充，多口5V的輸出策略。下面我們就從輸入端開始了解整個充電器的設計與用料。輸入端電路板為電壓電流檢測及控制電路，焊接電流取樣電阻，採樣芯片和繼電器。小板背面為非隔離降壓開關電源和控制供電的繼電器等元件。電源輸入端整流橋來自平偉，型號ABSR10，規格1A 1000V。整流輸出共分為兩路輸出，其中一路用於非隔離降壓電路，另外一路為觸摸控制電路供電。輸出使用兩顆400V4.7μF電容濾波，兩顆電容之間是綠色差模電感。安規X2電容來自KWOKTRAN國燦電子，容量為0.1μF。非隔離降壓電路採用力生美LN8K05A非隔離降壓轉換器，內部集成750V耐壓開關管，支持5V固定電壓輸出，輸出電流可達150mA，外圍元件精簡。用於交流電壓和輸出電流計量的檢測芯片，來自合力為，型號HLW8032，用於交流電壓電流以及功率測量，配合單片機實現插座的過壓過流保護功能，確保安全用電。繼電器來自宏發，型號HF32FV-G，觸點電流10A，線圈電壓5V，用於控制插座交流部分供電。接下來是另外一路電源控制電路，小板上焊接LED指示燈，開關電源以及控制單片機等，用於過壓過流信號檢測以及觸摸控制功能。小板上降壓芯片來自晶豐明源，型號S7132S，是一顆原邊控制的開關電源芯片，採用SOP7封裝。貼片Y電容來自四川特銳祥科技股份有限公司，型號TMY1102M，具有體積小、重量輕等特色，非常適合應用於氮化鎵快充這類高密度電源產品中。特銳祥專注於被動元器件的研發、生產及銷售，註冊資本1億元。旗下有自主電容品牌兩類：SMD TRX及DIP TY電容器，TRX將致力於陶瓷材料的研究，以拓展更多品類的應用，為客戶提供更多的解決方案。充電頭網了解到，特銳祥貼片Y電容除了被麥多多100W氮化鎵、OPPO 65W超級閃充氮化鎵充電器、聯想90W氮化鎵快充、努比亞65W氮化鎵充電器、倍思120W氮化鎵+碳化硅PD快充充電器等數十款大功率充電器使用外，也可應用於海陸通、第一衛、貝爾金等品牌20W迷你快充上，性能獲得客戶一致認可。輸出濾波電容來自雲星，規格為330μF 6.3V。在觸摸彈簧邊緣是六顆LED指示燈，用於指示供電狀態。絲印BP0K105的單片機芯片，用於插座的過壓過流保護檢測。交流輸入分為兩路，其中一路連接到插座，另外一路連接到快充模塊。快充模塊PCBA背面一覽，焊接整流橋，氮化鎵主控芯片，氮化鎵開關管和同步整流芯片。小板左側為兩顆輸出濾波電容，右側為開關變壓器，底部焊接濾波電解電容，右側焊接共模電感，NTC熱敏電阻和輸入保險絲。NTC浪涌抑制電阻絲印1R5，表示冷態電阻為1.5Ω。整流橋來自平偉，型號TMBFR310，3A 1000V。一顆濾波電容來自綠寶石，規格為400V 22μF。開關電源主控芯片採用茂睿芯MK2697A，這是專為PD/快充應用優化的QR PWM控制器。其很寬的VCC工作電壓範圍(9V-90V)可以使其覆蓋PD/PPS從3.3V-23V的輸出範圍而不需要使用額外的繞組或者線性降壓電路。MK2697是針對於能效要求，由於PD/快充有多個不同的輸出電壓，因此採用了自適應的多模式。其在不同負載以及不同輸出下，調整工作於DCM/QR。 在輕載時則會工作於burst模式，以提升效率。MK2697A提供了全面的保護功能，有輸出OVP，OPP，VCC OVP，BROWN-IN/OUT，還提供了副邊SR短路保護， PIN腳OPEN/SHORT保護等。充電頭網拆解了解到，採用茂睿芯快充方案的還有華科生迷你33W快充、倍思20W 1A1C快充充電器、愛莎瓦特65W 2A1C氮化鎵快充、air-J 18W 1A1C快充充電器等產品採用。氮化鎵功率芯片採用英諾賽科INN650DA04，耐壓650V，導阻480mΩ（max），具備高頻高效、極低損耗、快速主動散熱等特點，同時採用DFN5*6封裝，實現小體積、高效率的充電器設計。INN650DA04是InnoGaN系列第二代新品，此前已被古石科技迷你30W氮化鎵快充、科訊迷你33W快充氮化鎵、REMAX 30W氮化鎵快充、努比亞30W氮化鎵方糖快充、睿元實業33W 1A1C氮化鎵快充等數十款30W快充產品採用，芯片質量獲得市場認可。為初級主控芯片供電的濾波電容來自永銘，規格為3.3μF 100V。變壓器來自興達偉業，變壓器上還絲印有ETQ2013 HN280A字樣。兩顆輸出濾波電容均為綠寶石BC系列固態電容，規格為470μF 25V。小板上焊接一顆協議芯片，USB-C母座和兩個USB-A母座，以及對應的VBUS開關管。協議芯片採用雲矽半導體XPD977，2A1C三口輸出電壓全部由這顆芯片控制。XPD977已經通過了USB PD3.0認證，TID：5594。支持XPD-LINKTM多芯片互聯通信技術；支持QC2.0/3.0/3.0+、AFC、FCP、SCP、HVSCP、PD和PPS等快充協議，還支持小米CHARGE TURBO 27W協議、華為10V高壓 SCP協議等。雲矽半導體XPD977內部集成 10mΩ VBUS 通路功率開關管，並且集成10mΩ電流檢測電阻，內置VPWR和VBUS雙放電通路。支持完善的保護功能，節省外圍元件數量，簡化電路，降低成本。採用QFN5X5-32封裝。充電頭網拆解了解到，雲矽半導體XPD系列快充協議芯片已被公牛，貝爾金，聯想，諾基亞，飛利浦，傲基，倍思，品勝，摩米士等多個品牌的數十款產品採用，抓住20-30W PD快充風口，富滿集團雲矽半導體單月PD協議芯片銷量突破千萬顆。倍思這款氮化鎵快充插線板具備兩個新國標五孔插口和一個兩孔插口，並且具備1C2A接口，支持30W快充輸出，並支持PPS快充，對蘋果和安卓手機的快充兼容性都很好，並且可以滿足日常家用及辦公室的用電需求，節省桌面占用，更加整潔清爽。充電頭網通過拆解了解到，這款插線板內置了數字保護電路，能夠檢測交流輸入過壓欠壓，還能檢測插座的輸出電流，在出現異常時自動切斷電源，保證安全。插線板內置茂睿芯MK2697A主控芯片，搭配英諾賽科INN650DA04氮化鎵開關管，使用雲矽XPD977協議芯片，實現三口快充。其餘兩路降壓電路分別使用力生美非隔離電源芯片和晶豐明源原邊反饋電源芯片，用於繼電器線圈供電和單片機供電，負責交流輸出和快充模塊供電控制。插座功能全面，還支持交流供電異常和過流保護功能，更加增進用電安全。1、拆解報告：倍思100W 2A2C氮化鎵快充插座2022（春季）USB PD&Type-C亞洲大會
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