前言

現(xiàn)階段，用戶對(duì)充電器的需求已不再局限于能充電，而是轉(zhuǎn)向大功率、多接口、智能化以及便攜性等多維度需求。

近期，充電頭網(wǎng)拿到了泓富電子推出的一款全新的 140W 3C1A智能屏顯氮化鎵充電器。

這款充電器支持PD3.1 140W快充輸出，兼容 UFCS、QC、FCP、SCP 等多種主流快充協(xié)議，配有 3C1A 四個(gè)輸出接口，能夠輕松滿足多臺(tái)設(shè)備同時(shí)快充的需求。

更具亮點(diǎn)的是，該產(chǎn)品正面配備了一塊智能顯示屏，不僅能實(shí)時(shí)顯示總輸出功率、各端口功率分配，還能監(jiān)測(cè)機(jī)身內(nèi)部溫度并統(tǒng)計(jì)累計(jì)充電時(shí)長(zhǎng)，還在待機(jī)和滿載時(shí)提供趣味動(dòng)畫(huà)交互，豐富了用戶的使用體驗(yàn)。

為了滿足全球不同地區(qū)的銷售需求，泓富電子為其打造了美規(guī)、歐規(guī)、英規(guī)三種插腳版本。

接下來(lái)，充電頭網(wǎng)將帶來(lái)對(duì)這款140W 智能屏顯氮化鎵充電器的深度拆解，帶大家一起看看其內(nèi)部的做工用料。

泓富電子140W 3C1A智能屏顯氮化鎵充電器外觀

泓富電子140W氮化鎵充電器共有三種插腳版本可選，整體均采用純黑色的磨砂塑料材質(zhì)外殼，邊緣圓潤(rùn)，側(cè)面配備了亮面的顯示屏區(qū)域。

從側(cè)面折疊插腳位置來(lái)看，從左至右分別對(duì)應(yīng)了英規(guī)、美規(guī)以及歐規(guī)版本，滿足多地區(qū)銷售需求。

將三款充電器側(cè)面插腳展開(kāi)如圖所示，三款產(chǎn)品除插腳不同外，內(nèi)部用料完全相同。

機(jī)殼另一側(cè)印有簡(jiǎn)潔的140WGaN字樣，凸顯其能實(shí)現(xiàn)140W輸出特性。

充電器輸出端展示，配置了三個(gè)USB-C接口和一個(gè)USB-A接口，內(nèi)部采用醒目的橙色膠芯，并標(biāo)有各個(gè)接口的輸出功率標(biāo)識(shí)。

充電器另一面的外觀特寫(xiě)如圖所示。

充電器正面最亮眼的設(shè)計(jì)在于這塊智能顯示屏，可用于實(shí)時(shí)顯示充電功率、充電器溫度等內(nèi)容。下方設(shè)有一顆圓環(huán)狀的觸摸按鍵，用于切換屏幕顯示內(nèi)容。

歐規(guī)版本圓柱形插腳特寫(xiě)，引腳圓潤(rùn)無(wú)毛刺。

該產(chǎn)品歐規(guī)插腳設(shè)有折疊設(shè)計(jì)，外出攜帶更方便。

充電器底殼部分激光雕刻有產(chǎn)品銘牌參數(shù)信息。

產(chǎn)品實(shí)際參數(shù)如下：

品名：GaN Fast Charger

輸入：110-240V~ 50/60Hz 2.6A Max

單口輸出：

USB-C1/C2：5V3A, 9V3A, 12V3A, 15V3A, 20V5A, 28V5A(140W Max)

USB-C3：5V3A, 9V3A, 15V2.65A, 20V2A(40W Max)

USB-A：5V3A, 9V2A, 12V1.5A

PPS: 5-21V 5A

AVS: 15-28V 140W

多口輸出：

C1 + C2: 65W + 65W

C1/C2 + C3: 100W + 40W

C1/C2 + A: 100W + 18W

C3 + A: 5V3A

C1 + C2 + C3: 65W + 45W + 30W

C1 + C2 + A: 65W + 45W + 18W

制造商：深圳市泓富電子實(shí)業(yè)有限公司

方案商：深圳市力芯微電子有限公司

該產(chǎn)品通過(guò)CE以及FCC等認(rèn)證。

使用游標(biāo)卡尺測(cè)得充電器機(jī)身高度約為71.28mm。

測(cè)得充電器機(jī)身寬度約為81.98mm。

測(cè)得充電器機(jī)身厚度約為 35.87mm。

充電器單體重量約為274.6g。

將泓富電子140W充電器與蘋(píng)果原裝140W單口充電器進(jìn)行體積對(duì)比，去除插腳部分，產(chǎn)品實(shí)際比蘋(píng)果充電器小一些。

將充電器拿在成年人手掌中，大小如圖所示。

接通電源后，屏幕亮起，首頁(yè)以顯眼的藍(lán)色圓圈與數(shù)字顯示當(dāng)前的總實(shí)時(shí)輸出功率。

觸摸按鍵切換界面，可同時(shí)預(yù)覽C1、C2、C3和A口的各個(gè)端口獨(dú)立輸出狀態(tài)。

產(chǎn)品內(nèi)置AI智能溫度保護(hù)功能，通過(guò)溫度監(jiān)測(cè)頁(yè)面，可隨時(shí)掌握機(jī)身內(nèi)部熱量情況。

產(chǎn)品還提供了總計(jì)用量界面，可幫助用戶統(tǒng)計(jì)累計(jì)使用時(shí)間。

為了增加人機(jī)交互的趣味性，待機(jī)狀態(tài)下屏幕會(huì)顯示表情動(dòng)畫(huà)。

快充協(xié)議方面，使用POWER-Z KM003C測(cè)得C1口支持UFCS、QC3.0、FCP、SCP、AFC、PD3.1/PPS、DCP、SAMSUNG 2A、Apple 2.4A快充協(xié)議。

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PDO報(bào)文顯示，C1口支持5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A以及5-11V 5A一組PPS檔位和15-28V一組AVS檔位。

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測(cè)得C1口UFCS協(xié)議支持5.5-11V 3A檔位。

測(cè)得C2口支持協(xié)議與C1口完全相同。

測(cè)得PDO報(bào)文也完全相同。

測(cè)得UFCS協(xié)議檔位也相同。

測(cè)得C3口支持PD3.0/PPS、QC4、DCP、SAMSUNG 2A以及Apple 2.4A快充協(xié)議。

PDO報(bào)文顯示，C3口支持5V3A、9V3A、12V3A、15V2.65A、20V2A以及5-11V 3.25A一組PPS檔位。

測(cè)得USB-A口支持UFCS、QC3.0、FCP、SCP、AFC、DCP、SAMSUNG 2A快充協(xié)議。

實(shí)際進(jìn)行充電測(cè)試，C1口給支持PD3.1的移動(dòng)電源充電，實(shí)測(cè)功率達(dá)到 26.67V 4.99A 133.11W，成功激活140W快充。

此時(shí)觀察充電器自身屏幕，顯示總功率為 133.8W，與POWER-Z測(cè)試數(shù)值差距不大。

功率進(jìn)一步上升至140W時(shí)會(huì)觸發(fā)滿載輸出專屬動(dòng)畫(huà)。

此時(shí)切換至端口詳情頁(yè)，可以看到C1接口的功率顯示條已拉滿，并顯示“MAX”字樣。

在高功率輸出狀態(tài)下，充電器溫度有所上升。

充電器機(jī)身屏幕還能顯示累計(jì)充電時(shí)長(zhǎng)。

簡(jiǎn)單看過(guò)產(chǎn)品外觀以及協(xié)議和實(shí)際使用測(cè)試，充電頭網(wǎng)繼續(xù)為您帶來(lái)詳細(xì)的拆解報(bào)告。

泓富電子140W 3C1A智能屏顯氮化鎵充電器拆解

進(jìn)入內(nèi)部拆解環(huán)節(jié)，沿插腳端接縫處撬開(kāi)底殼，可見(jiàn)內(nèi)部PCBA模塊通過(guò)正負(fù)極導(dǎo)線與折疊插腳模塊連接。

外殼與內(nèi)部PCBA模塊縫隙處灌注了導(dǎo)熱膠進(jìn)行固定和散熱。

去除撕下屏幕一側(cè)的亮面蓋板，露出用于觸控的金屬?gòu)椈梢约捌聊荒K連接的FPC排線座。

將整個(gè)PCBA模塊抽出外殼，可以看到模塊外圍包裹了黃色絕緣膠帶，并在空隙處打滿了淺藍(lán)色的導(dǎo)熱膠。

PCBA模塊正面一覽，變壓器、電容等元器件之間全面填充了導(dǎo)熱膠。

從另一側(cè)面可見(jiàn)屏幕小板。

PCBA背面覆蓋了一整塊白色的導(dǎo)熱硅膠墊片，用于向外殼散熱。

使用游標(biāo)卡尺測(cè)得內(nèi)部PCBA模塊的長(zhǎng)度約為62.85mm。

測(cè)得內(nèi)部PCBA模塊的寬度約為66.48mm。

測(cè)得內(nèi)部PCBA模塊的厚度約為29.48mm。

清理到導(dǎo)熱膠后，PCBA模塊布局清晰，最上方是降壓輸出小板，最左側(cè)是屏幕顯示小板、中間分布變壓器以及PFC升壓電感，最下側(cè)為高壓濾波電容以及EMI輸入濾波電路小板。

PCBA模塊主板背面布局清晰，這款充電器采用了PFC+QR架構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)有多顆氮化鎵開(kāi)關(guān)管、PFC主控芯片、初級(jí)主控芯片同步整流芯片、同步整流管等元器件。

主板側(cè)邊垂直插接了一顯示屏控制小板，設(shè)有屏驅(qū)MCU、存儲(chǔ)芯片、觸摸IC等元器件。

觀察PCBA輸入端，左側(cè)立有三顆高壓電解電容，右側(cè)設(shè)有輸入EMI濾波電路小板。

降壓輸出小板側(cè)可見(jiàn)多顆濾波固態(tài)電容以及3個(gè)橙色膠芯USB-C母座以及USB-A母座等。

進(jìn)一步拆解，將整體分為主板、顯示屏小板、二次側(cè)輸出降壓板以及獨(dú)立的輸入EMI濾波電路小板。

繼續(xù)來(lái)看輸入EMI濾波電路細(xì)節(jié)，一顆黑色的延時(shí)保險(xiǎn)絲。

一顆TENTA天泰品牌的安規(guī)X2電容。

多顆共模電感特寫(xiě)，其中兩顆外部包裹有絕緣熱縮管。

兩顆紅色的CBB22高壓薄膜電容，耐壓450V。

變壓器被黃色膠帶包裹，印有ATQ3220-140W HYT。

旁邊的PFC升壓電感，印有ATQ2516-140W(PFC)。

隱藏在電容之間的一顆黑色NTC熱敏電阻，用于抑制充電器上電時(shí)的浪涌電流，保護(hù)后級(jí)電路。

充電器的三顆高壓濾波電解電容來(lái)自CyXincon，單顆規(guī)格為450V 33μF。

一顆主控芯片供電電容規(guī)格為50V 22μF。

再來(lái)看側(cè)面的顯示屏小板。

其核心MCU是一顆來(lái)自WAYON維安的MCU，型號(hào)為WY32F1030K8U7，負(fù)責(zé)屏幕驅(qū)動(dòng)和通信。芯片右側(cè)設(shè)有連接外殼屏幕模塊的FPC插座接口。

旁邊搭配了一顆絲印25FQ128GSS1G存儲(chǔ)芯片。

一顆絲印QKYT芯片。

觸摸彈簧旁設(shè)有一顆觸摸IC，來(lái)自Ronghe融和微，型號(hào)為RH6016C，采用SOT23-6封裝。

顯示屏小板背面無(wú)器件。

再來(lái)看PCBA板背面。

兩顆整流橋來(lái)自World沃爾德，型號(hào)為WRPLB80K，規(guī)格800V 8A，采用PLB封裝。

內(nèi)置的PFC控制器來(lái)自智融科技，型號(hào)為SW1301。該芯片是一款單相臨界模式PFC控制器，支持CrM與DCM自適應(yīng)運(yùn)行，并在輕載自動(dòng)切入BURST工作，將待機(jī)損耗進(jìn)一步壓低。

器件通過(guò)優(yōu)化的采樣與控制算法有效降低THD、減小輸入電流紋波、提升功率因數(shù)，配合谷底導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)低開(kāi)關(guān)損耗，對(duì)GaN等高頻器件亦能良好匹配，兼顧高效率與優(yōu)異的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，適用于適配器、數(shù)字電視與LED電源等高效平臺(tái)。

SW1301 采用 SOT23-6 封裝，外圍精簡(jiǎn)、設(shè)計(jì)成本低，同時(shí)提供 20mA–200mA 寬范圍驅(qū)動(dòng)能力，便于直接驅(qū)動(dòng)大電流 MOSFET/GaN 器件。

芯片內(nèi)建完備的保護(hù)體系，包括輸入欠壓、輸出過(guò)壓、VCC 欠壓鎖定、周期限流、異常過(guò)流與過(guò)溫保護(hù)等。并對(duì)輕載頻率與THD做了專項(xiàng)優(yōu)化，確保從待機(jī)到滿載均具備高效率、低諧波與高可靠性的整機(jī)表現(xiàn)。

PFC開(kāi)關(guān)管來(lái)自英諾賽科，絲印70D140C，型號(hào)INN700D140C，為耐壓700V的增強(qiáng)型氮化鎵開(kāi)關(guān)管，瞬態(tài)耐壓為800V，導(dǎo)阻140mΩ，具備開(kāi)爾文源極，采用DFN8*8封裝，使用兩顆并聯(lián)。

英諾賽科氮化鎵開(kāi)關(guān)管具有極低的柵極電荷和輸出電荷，符合JEDEC標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)應(yīng)用要求，內(nèi)置ESD保護(hù)，符合RoHS、無(wú)鉛、歐盟REACH法規(guī)。適用于圖騰柱PFC，快充電源，高功率密度以及高能效開(kāi)關(guān)電源應(yīng)用。

兩顆PFC二極管來(lái)自World沃爾德，型號(hào)ES8HSP，規(guī)格500V 8A，采用TO-277封裝。

初級(jí)主控芯片來(lái)自智融科技，SW1108P是一款高性能集成型反激式電流模式PWM控制器，采用集成氮化鎵驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，能夠提供6V氮化鎵驅(qū)動(dòng)能力。

芯片具備高壓?jiǎn)?dòng)功能，支持高達(dá)700V的啟動(dòng)電壓，同時(shí)集成頻率抖動(dòng)功能，能有效降低電磁干擾性能。

SW1108P內(nèi)部采用谷底開(kāi)啟技術(shù)，能夠進(jìn)一步提高輕載下的效率，并支持PFM模式以實(shí)現(xiàn)更高效的負(fù)載調(diào)整，空載功耗控制在50mW以下。芯片適合應(yīng)用于適配器、充電器及AC-DC開(kāi)關(guān)電源等領(lǐng)域。

SW1108P還具備完善的保護(hù)機(jī)制，包含輸入欠壓保護(hù)、VDD過(guò)壓保護(hù)以及輸出過(guò)壓保護(hù)等功能。此外，它還集成了周期電流限制、過(guò)載保護(hù)、輸出電流過(guò)流保護(hù)以及芯片溫度過(guò)高時(shí)的過(guò)溫保護(hù)。

SW1108P采用SOP-8封裝，適用于輕量化的電源設(shè)計(jì)領(lǐng)域，能在高頻、低EMI需求的應(yīng)用領(lǐng)域中展現(xiàn)出強(qiáng)大的性能優(yōu)勢(shì)。

初級(jí)開(kāi)關(guān)管來(lái)自英諾賽科，型號(hào)INN700D190B，這是一顆耐壓700V的增強(qiáng)型氮化鎵單管，采用DFN5*6封裝。器件在原有650V耐壓基礎(chǔ)上升級(jí)至700V，瞬態(tài)耐壓為800V。器件導(dǎo)阻為190mΩ，支持更高功率應(yīng)用。

英諾賽科INN700D190B支持超高開(kāi)關(guān)頻率，無(wú)反向恢復(fù)電荷，具有極低的柵極電荷和輸出電荷，符合JEDEC標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)應(yīng)用要求，內(nèi)置ESD保護(hù)，符合RoHS、無(wú)鉛、歐盟REACH法規(guī)，適用于AC-DC轉(zhuǎn)換，DC-DC轉(zhuǎn)換等高能效高密度應(yīng)用。

一顆TD 1018光耦，用于初次級(jí)之間傳遞電壓反饋信號(hào)。

貼片Y電容來(lái)自四川特銳祥科技股份有限公司，具有體積小、重量輕等特色，非常適合應(yīng)用于氮化鎵快充這類高密度電源產(chǎn)品中，料號(hào)為T(mén)MY1681M。

特銳祥貼片Y電容資料信息。

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另外兩顆相同型號(hào)光耦以及貼片Y電容。

同步整流控制器采用智融科技SW1608，這是一款針對(duì)離線式反激變換器的副邊同步整流管(MOSFET)驅(qū)動(dòng)的高性能控制器，采用SOT23-6封裝。

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其支持6V或者9V VCC供電，并且VCC具有自供電功能，無(wú)需輔助繞組供電并支持寬輸出電壓范圍， 配合MOSFET使用替代肖特基整流二極管，可以顯著提高系統(tǒng)效率。

SW1608支持600KHz工作頻率，并支持 High Side/Low Side 多種應(yīng)用場(chǎng)景，支持 CCM/QR/DCM 多種工作模式。

此外其內(nèi)部集成智能導(dǎo)通檢測(cè)功能，可以有效防止 DCM 振鈴引起的誤導(dǎo)通；芯片還具有超低關(guān)斷傳輸延遲時(shí)間和強(qiáng)下拉電流能力，可以顯著降低整流管的電壓應(yīng)力。

兩顆同步整流管來(lái)自APM永源微，型號(hào)為AP70N12NF，耐壓120V，導(dǎo)阻13mΩ，采用PDFN5*6封裝。

充電器輸出端采用了多顆固態(tài)電容進(jìn)行濾波，其中三顆規(guī)格為35V 470μF。

另一顆稍小的輸出端固態(tài)電容，規(guī)格為35V 220μF。

視線來(lái)到降壓輸出小板，正面可見(jiàn)多顆智融協(xié)議芯片、VBUS開(kāi)關(guān)管以及三顆25V 220μF輸出濾波電容。

降壓輸出小板背面焊接三顆磁環(huán)降壓電感，以及多顆VBUS開(kāi)關(guān)管還有一個(gè)NTC熱敏電阻探頭用于檢測(cè)溫度。

充電器USB-C1接口協(xié)議芯片使用智融科技SW3566H降壓控制器，這顆芯片是一款高集成度的多快充協(xié)議雙口充電SOC芯片，支持USB-C和USB-A接口充電，并支持雙口獨(dú)立限流。

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芯片內(nèi)部集成了高效率同步降壓轉(zhuǎn)換器，支持20V7A和28V5A輸出，支持PD3.1/QC/SCP/UFCS等快充協(xié)議，支持快充協(xié)議定制，最大支持140W輸出功率。

SW3566H集成了CC/CV模式，雙口管理邏輯和母線電壓檢測(cè)，搭配對(duì)應(yīng)的降壓開(kāi)關(guān)管和VBUS開(kāi)關(guān)管即可實(shí)現(xiàn)雙口降壓輸出。

芯片內(nèi)置的降壓轉(zhuǎn)換器工作頻率為180KHz，支持PWM和PFM工作模式。輸出電流，線損補(bǔ)償?shù)缺Ｗo(hù)閾值均可通過(guò)I2C接口進(jìn)行設(shè)定，內(nèi)置的ADC可實(shí)現(xiàn)輸入輸出電壓，輸出電流，芯片溫度等9個(gè)通道的數(shù)據(jù)采樣，支持外接MCU進(jìn)行參數(shù)顯示。

SW3566H支持36V輸入電壓，最高輸出電流7A，芯片內(nèi)置軟啟動(dòng)，輸入過(guò)壓/欠壓保護(hù)，輸出過(guò)壓/欠壓保護(hù)，輸出過(guò)流/短路保護(hù)，DP/DM/CC過(guò)壓保護(hù)，芯片過(guò)熱保護(hù)和外接NTC熱敏電阻保護(hù)，以及限功率保護(hù)。芯片采用QFN4*4-32封裝。

USB-C1接口對(duì)應(yīng)的其中一顆VBUS開(kāi)關(guān)管絲印SY6044R2LX3。

充電器USB-C2接口協(xié)議芯片同樣使用智融科技SW3566H。

充電器USB-C3和USB-A接口協(xié)議芯片同樣使用智融科技SW3566H。

USB-A接口對(duì)應(yīng)的兩顆同步降壓管絲印SY6044R2LX3。

另外四顆同步降壓管以及三顆VBUS開(kāi)關(guān)管絲印均為SY6044R2LX3。

一個(gè)NTC熱敏電阻探頭，該探頭埋在PCBA模塊內(nèi)部，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)溫度。

全部拆解完畢，來(lái)一張全家福。

充電頭網(wǎng)總結(jié)

最后附上產(chǎn)品的物料清單，方便大家查閱。

通過(guò)拆解可見(jiàn)，泓富電子這款140W 3C1A智能屏顯氮化鎵充電器的拆解，可見(jiàn)產(chǎn)品正面集成的數(shù)碼顯示屏由維安MCU協(xié)同融和微觸摸芯片實(shí)現(xiàn)交互，用于實(shí)時(shí)輸出各端口功率、機(jī)身溫度及累計(jì)充電時(shí)間。

電路設(shè)計(jì)上，整機(jī)主要電源管理芯片均采用智融方案。PFC側(cè)由智融SW1301搭配英諾賽科INN700D140C氮化鎵開(kāi)關(guān)管進(jìn)；初級(jí)主控芯片SW1108P搭配英諾賽科 INN700D190B氮化鎵；次級(jí)同步整流則由智融SW1608 配合永源微AP70N12NF MOS管組成。

在二次降壓輸出階段，獨(dú)立的降壓小板上采用了三顆智融科技SW3566H協(xié)議芯片，負(fù)責(zé)3C1A四個(gè)接口的快充協(xié)議識(shí)別與多口功率分配。

內(nèi)部工藝方面，PCBA模塊內(nèi)部元器件之間填充了導(dǎo)熱灌膠，背面覆蓋大面積導(dǎo)熱硅膠墊，并內(nèi)置了NTC熱敏電阻探頭用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)內(nèi)部溫度。整機(jī)布局緊湊，元器件排列規(guī)整，整體集成度較高。