前言
努比亞在4月25日召開的“能量覺醒,Let's Roll Out”品牌四周年暨紅魔x變形金剛聯名新品發布會上,推出了擎天柱/威震天聯名款紅魔7系列新機,同時也帶來了一系列戰損風格的充電配件產品。
充電頭網已經拿到性能更加強悍的新款120W四口氮化鎵充電器變形金剛戰損版,充電器僅銀行卡面大小,支持雙口100W盲插,支持同時為多臺設備快充,充分滿足數碼極客的高要求。下面就對這款充電器進行拆解,看看內部是如何設計。
努比亞變形金剛戰損版120W氮化鎵快充開箱

包裝盒以金屬銀為主色調,頂面邊緣是充滿機械風格的邊框設計,右上角是紅色英文TRANSFORMERS(變形金剛),中心是博派logo,下方是產品名稱——氘鋒氮化鎵快速充電器,聯名主題一下子就凸顯出來了。

側面是機械邊框加氘字設計。

畢竟是聯名產品,另一側便設計的是TRANSFORMERS。

盒子前端也設計有博派logo。

包裝盒采用天地蓋設計,底部貼有信息貼紙,可以了解到產品的名稱、型號、制造商等信息。

包裝內含充電器、數據線以及使用說明書。

附帶線纜是編織CC線,耐臟耐用,使用魔術扎帶捆扎整理。

數據線兩端外殼為金屬材質,同樣采用戰損工藝打造,此外還分別設計有汽車人和霸天虎圖騰,兩側設有凸齒方便用戶插拔使用,設計十分用心誠意滿滿。

測得數據線長度約為156cm。

使用ChargerLAB POWER-Z KM002C測得數據線內置E-Marker芯片來自英集芯,電力傳輸能力為50V5A,可實現PD3.1快充標準全覆蓋。

重量約為56g。

充電器延續了一代120W 2C1A三口氘鋒氮化鎵快充長方體造型,不過作為聯名版,外觀結合變形金剛元素進行了全新設計,也多了一個USB-C接口。

機身外殼采用戰損風格設計,表面采用多層噴涂工藝,純手工進行打磨,可以說每款產品都是“第一無二”的。機身正面還印有TRANSFORMERS以及博派logo。

另一面設計有“氘”字。

輸入端外殼上印有充電器參數。

參數特寫:
型號:PA0219
輸入:200-240V~50/60HZ 1.5A
單口輸出:
USB-C1/C2:3.3-20V5A、5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A,100W Max
USB-C3:5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A,30W Max
USB-A:4.5V5A、5V4A、9V3A、12V2.5A、20V1.5A,30W Max
雙口輸出:
C1+C2:60W+60W
C1/C2+C3/USB-A:90W+30W
三口輸出:
C1+C2+C3/USB-A:60W+30W+30W 或 30W+60W+30W 或 45W+45W+30W
四口輸出:
C1+C2+C3+USB-A:60W+30W+10W+10W 或 30W+60W+10W+10W
制造商:深圳市坤興科技有限公司
監制:努比亞技術有限公司
產品已經通過了CCC認證。

充電器配備可折疊國標插腳,方便攜帶,且一個充電器基本就能滿足出行多設備同時充電需求。

另一端配有3C1A四個USB接口,接口旁都印有區別標識方便使用。

測得充電器機身高度為56.3mm。

寬度為87.22mm。

厚度為30.91mm。

充電器拿在手上的大小直觀感受。

充電器凈重約為244g。

充電器帶線總重量約為300g。

使用ChargerLAB POWER-Z KM002C測得USB-C1口支持Apple 2.4A協議,以及QC3.0、QC5.0、AFC、FCP、SCP、PD3.0、PPS快充協議。

并且還具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五組固定電壓檔位,以及3.3-21V5A一組PPS電壓檔位。

測得USB-C2口兼容協議和C1口的相同。

PDO報文也完全一樣,即C1和C2口單口輸出性能完全一樣,支持功率盲插。

測得C3口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A協議,以及QC3.0、PD3.0、PPS快充協議。

此外還具備5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五組固定電壓檔位,以及3.3-21V1.5A一組PPS電壓檔位。

測得USB-A口支持QC3.0、AFC、FCP、SCP快充協議。

使用充電器的C1口給紅魔6 Pro充電,測得充電功率為17.43V 5.47A 95.34W。

使用充電器給紅魔7 Pro手機充電,測得功率為16.96V 5.46A 92.67W。

使用充電器給蘋果MacBook充電,測得充電功率為19.12W 4.66A 89.02W。其它詳細測試數據請查閱充電頭網評測室發布的評測報告。
努比亞變形金剛戰損版120W氮化鎵快充拆解
對努比亞這款120W充電器有了基本了解后,下面對其進行拆解,一起來看看充電器的做工用料。

首先從插腳側接縫拆開外殼,折疊插座與PCB之間導線焊接連接,導線套有磁環用于抑制高頻干擾。

取出PCBA模塊,主板正面覆蓋黃銅散熱片,散熱片下面是隔離板。

散熱片對應變壓器的位置沖壓凹陷,為變壓器散熱。

主板背面也覆蓋散熱片和隔離片。

折疊插腳處打膠加固,兩根導線穿過磁環連接到PCB上。

散熱片焊接固定到PCB上。

取下散熱片,變壓器以及背面發熱器件均貼有導熱墊,為PCB上的器件散熱降溫。

使用游標卡尺測得PCB長度約為82.2mm。

PCB寬度約為50.8mm。

厚度約為21.9mm。

PCB正面一覽,頂部中間位置是輸入濾波電路,右下角是PFC升壓電感和濾波電容,左下為二次降壓電路和輸出接口,上方是變壓器和濾波電容。

PCB背面一覽,左側從上到下依次是輸入整流橋,PFC整流管,PFC開關管。中間部分是初級控制器和開關管,右側是同步整流管和同步整流控制器。
通過觀察發現,這款120W充電器采用PFC+QR開關電源架構設計,PFC進行功率因數校正,QR反激電源進行固定電壓輸出,輸出采用二次降壓電路,由協議芯片通過協議識別控制接口輸出電壓。下面我們從輸入端開始了解各器件。

輸入端一覽,焊有保險絲、NTC熱敏電阻和EMI濾波電路。

交流輸入首先流過保險絲,延時保險絲來自貝特電子,出料號:932 5A 250V。保險絲用于限制故障電流,當電流超過保險絲額定值時,便會熔斷切斷電路。

接下來是NTC熱敏電阻,NTC浪涌電阻冷態電阻較高,可以有效抑制充電器插電時的沖擊電流,減小插座的火花,正常工作后隨著溫度上升,電阻降低,減小損耗。NTC絲印2.5D-11。直徑11mm,冷態電阻2.5Ω,引腳套磁環抑制高頻干擾。

接著經過第一顆共模電感,共模電感使用絕緣線和漆包線雙線并繞,并涂膠固定。

第一顆安規X2電容來自東莞成希,容量0.1μF。

第二顆共模電感使用扁銅線繞制,底部焊接絕緣支架。

第二顆安規X2電容來自JURCC捷威電子,容量0.47μF。交流電經過EMI濾波電路,可以濾除充電器在工作時的干擾,同時濾除市電中的高頻干擾。

輸入的交流電經過保險絲和NTC熱敏電阻,EMI濾波電路后送至整流橋。整流橋使用兩顆平偉TBM810,8A 1000V,兩顆整流橋使用半橋連接,均攤發熱。整流橋將交流電整流成為脈動直流電。

整流橋輸出的脈動直流電經過濾波電感和濾波電容濾波后送至PFC功率因數校正電路。圖中左側體積較大的是PFC升壓電感,膠帶包裹的磁環電感是濾波電感。

濾波電感特寫,磁環繞制,纏繞膠帶絕緣。

兩顆CBB21薄膜濾波電容特寫,規格均為0.47μF 630V。
PFC功率因數校正電路通過升壓的方式,來補償輸入電流與電壓之間的相位差,減小大功率充電器中大容量電解電容充電時的沖擊電流,避免沖擊電流對電網波形的影響。同時PFC通過升壓還可以減小初級電解電容的容量,減小充電器的體積。

PFC升壓控制器采用安森美NCP1622,是一顆增強型臨界模式升壓PFC控制器,具備谷頻率折返,瞬態響應性能及轉換效率提升,外圍元件精簡。NCP1622將整流橋輸出的脈動直流電進行功率因數校正,為開關電源供電。

PFC升壓開關管采用英諾賽科INN650D260A氮化鎵功率器件,額定耐壓為650V,峰值耐壓750V,導阻260mΩ,符合JEDEC標準的工業應用要求,支持ESD保護,支持開爾文源極。最高工作溫度150℃。
INN650D260A支持超高開關頻率,無反向恢復電荷,具有極低的柵極電荷和輸出電荷符合RoHS、無鉛、歐盟REACH法規。

英諾賽科 INN650D260A 詳細資料。

PFC升壓電感特寫,采用ATQ2415磁芯。

PFC升壓整流管來自PANJIT強茂,型號MURC5J,是一顆5A,耐壓600V的超快恢復二極管。

PFC旁路二極管,用于在接入電源時為濾波電容充電,保護PFC電路。

PFC升壓輸出使用兩顆高壓電解電容濾波,其中一顆來自Acon中元,規格為33μF 400V。

另一顆濾波電容來自綠寶石,規格為400V 47μF。兩顆濾波電容將脈動直流電濾波成為直流電,送入變壓器初級側,由主控芯片控制氮化鎵功率管進行高頻開關,通過變壓器轉換成低壓交流電輸出。

主控芯片采用安森美NCP1342,這是一顆高頻反激準諧振初級PWM控制器,內置主動X2電容放電、支持寬范圍Vcc供電、支持外接熱敏電阻進行過熱保護和多重完善的保護功能。

與控制器搭配的氮化鎵功率開關管是英諾賽科INN650D150A,這是一顆耐壓650V的氮化鎵高壓單管,瞬態耐壓750V,導阻150mΩ,采用DFN8*8封裝。

INN650D150A支持超高開關頻率,無反向恢復電荷,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。

與英諾賽科氮化鎵功率管串聯的電流取樣電阻,2512封裝,120mΩ,用于檢測初級電流送至主控芯片。

開關變壓器特寫,采用ATQ2417磁芯,使用馬拉膠帶嚴密纏繞。

初次級之間橫跨一顆光耦,型號為OR-1009,用于輸出電壓反饋。

貼片Y電容來自禾伸堂,使用兩顆串聯加強耐壓,提高安全等級,滿足安規要求。

變壓器次級輸出進入同步整流電路,將交流電轉換成脈動直流電,同步整流管使用兩顆MOS并聯。同步整流管來自AOS萬代,型號為AONS62922,耐壓120V,導阻5.8mΩ,采用DFN5*6封裝。

同步整流控制器采用MPS MP6908A,最高工作頻率600KHz,支持DCM/CCM/QR準諧振工作模式,內置振鈴檢測防止DCM和QR運行下誤開通,支持邏輯電壓和標準電壓同步整流管。

兩顆輸出濾波電容均來自柏瑞凱,RT系列高紋波產品,耐熱105℃,規格為680μF 25V。

另一顆規格為1000μF 25V,兩顆將同步整流輸出的脈動直流電濾波成為直流電,為二次降壓電路供電。

電源輸出還經過一顆濾波電感進行濾波,濾波后送至二次降壓電路。
努比亞這款120W充電器使用三路獨立的二次降壓電路,支持USB-C1和C2口100W盲插,USB-C3和USB-A口公用一路降壓電路,支持最高30W輸出。首先介紹USB-C1和C2的二次降壓電路。

用于USB-C1和C2的二次降壓小板特寫,降壓電感下面有絕緣片與電路板隔離。兩個接口均支持100W輸出,電路設計也是幾乎相同的。

小板背面略有不同,元器件布局略有差異。

拿掉小板上面覆蓋的塑料絕緣片,開始觀察小板上面的器件。

兩個USB-C口的降壓電路主控芯片采用智融SW3516H,用于進行降壓控制和協議識別。智融SW3516H是一款高集成度的多快充協議雙口充電芯片,支持A+C口任意口快充輸出,支持雙口獨立限流。
SW3516H集成了5A 高效率同步降壓變換器。支持PPS/PD/QC/AFC/FCP/SCP/PE/SFCP等多種快充協議,最大輸出PD 100W,CC/CV模式,以及雙口管理邏輯。外圍只需少量的器件,即可組成完整的高性能多快充協議雙口充電解決方案。

充電頭網通過拆解發現,SW3516H還被華碩65W 2C1A氮化鎵充電器、努比亞65W氘鋒三口氮化鎵快速充電器、雷柏65W GaN快充、綠聯65W 4C口氮化鎵快充充電器、聯想90W閃充雙口氮化鎵充電器、鴻達順120W四口2C2A快充等多款產品采用,此外智融的快充芯片還可用于USB PD快充移動電源、快充車充等領域。

在USB-C2的降壓小板上焊接一顆靈動微的單片機用于整機輸出接口的功率智能分配。單片機絲印MM01N,實際型號為MM32F0010,是一顆M0內核的32位單片機,采用QFN20封裝。

兩顆同步降壓開關管采用新潔能NCEP40T11G,NMOS,耐壓40V,導阻2.4mΩ,采用DFN5*6封裝,兩顆組成半橋。

VBUS開關管來自芯控源,型號AGM303AP。

輸出濾波電容來自BERYL綠寶石,CS系列貼片固態電容,180μF 25V。

USB-C接口特寫,過孔焊接,黑色膠芯不露銅。

下面是USB-C3和USB-A輸出小板,兩個接口公用一套降壓芯片,支持單口快充,雙口5V輸出。

小板背面焊接降壓協議芯片和降壓MOS管。

USB-C3和USB-A接口的降壓協議芯片使用智融SW3516H。

外接的同步降壓管來自芯控源,型號AGM405AP1,NMOS,耐壓40V,導阻5.7mΩ,使用PRPAK3.3*3.3封裝。

USB-C3接口過孔焊接固定。

USB-A接口垂直焊接。

磁環降壓電感特寫。

輸出濾波電容來自綠寶石,BC系列,規格為100μF 25V。

全部拆解完畢,來張全家福。
充電頭網拆解總結
努比亞在2C1A三口氘鋒氮化鎵快充基礎上,更新推出了3C1A的氮化鎵快充充電器,其中USB-C1與C2支持100W功率盲插,USB-C3和USB-A口支持30W快充。同時產品支持QC、AFC、FCP、SCP、PE2.0、PD3.0、PPS等多個市面主流快充協議,具備5A PPS電壓檔位,整體的兼容性很好,滿足各大品牌筆電、平板和手機快充需求。
這款充電器同以往一樣,均由坤興代工。充電頭網通過拆解了解到, 充電器PFC升壓電路由安森美NCP1622控制器搭配英諾賽科INN650D260A氮化鎵功率開關管組成;開關電源采用安森美NCP1342搭配英諾賽科INN650D150A,以及MPS MP6908A搭配萬代同步整流管組成;輸出端三路二次降壓電路主控芯片均采用智融SW3516H,由靈動微的單片機實現端口功率智能分配。
此外采用中元和綠寶石電解電容進行輸入濾波,柏瑞凱和綠寶石固態電容進行同步整流和二次降壓輸出濾波,輸入端采用兩級共模電感進行EMI濾波,元器件打膠加固,整流橋,氮化鎵開關管和變壓器等主要發熱器件配有導熱墊和散熱片幫助散熱,產品整體用料主流,做工講究。


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