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超暴力拆解小米120W氮化鎵充電器:支離破碎中尋找國產(chǎn)芯

2022/11/28
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閱讀需 6 分鐘
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氮化鎵充電器的快速崛起讓消費(fèi)者不再滿足低功率的快充,而消費(fèi)者的迫切需求也促使各家廠商不斷追逐更高功率的快充方案,目前公認(rèn)的120W左右的快充算是屬于消費(fèi)電子行業(yè)第一梯隊,因此本期硬核拆評拆解一款小米的120W氮化鎵快充,看看高功率的氮化鎵快充方案有何不同?

拆解

小米120W氮化鎵充電器外觀采用固定插腳設(shè)計,只有一個USB Type-C輸出接口。通過暴力拆解后的全家福如下圖所示,支離破碎,其中充電器內(nèi)部PCBA模塊上灌注的導(dǎo)熱膠已經(jīng)清理完畢。

首先可以看到外殼內(nèi)部有專門的石墨導(dǎo)熱貼,有利于充電器的快速散熱;其次,內(nèi)部PCBA板布局非常緊湊,器件密密麻麻,采用的了PFC+準(zhǔn)諧振反激式的電源架構(gòu),來具體看下涉及到了哪些廠商的器件。

從輸入端開始,有壓敏電阻,用于輸入過壓保護(hù);有輸入端保險絲,采用熱縮管包裹絕緣;有NTC浪涌抑制電阻,用于減小接入電源的浪涌電流。有高壓電解電容、安規(guī)電容、薄膜電容、雙絕緣Y電容、輸出濾波的固態(tài)電容、PFC電感、平面變壓器等基礎(chǔ)器件。

其中這些基礎(chǔ)元器件中最有意思的是平面變壓器的應(yīng)用,不同于傳統(tǒng)變壓器,平面變壓器是直接設(shè)計在PCB小板上,并且貫通這個主板,好處就是非常節(jié)省PCB空間。

除了基礎(chǔ)器件外,板子上的國產(chǎn)芯片也不少。

兩顆同型號的整流橋用于均攤散熱;

矽力杰PFC控制器(SY5072B),運(yùn)行在臨界模式,采用恒定導(dǎo)通時間運(yùn)行,內(nèi)置的升壓轉(zhuǎn)換器采用準(zhǔn)諧振開關(guān)以獲得高效率及優(yōu)化EMI性能;

納微半導(dǎo)體PFC升壓開關(guān)管(NV6134),集成度非常高,不僅集成了功率芯片,還包括了保護(hù)電路,驅(qū)動電路和邏輯電路,散熱溫控以及轉(zhuǎn)化效率都非常好;

用于PFC整流的快速恢復(fù)二極管(ES5JCR);

初級側(cè)的反激準(zhǔn)諧振PWM控制器是安森美的 NCP1342,支持寬范圍Vcc供電、支持外接熱敏電阻進(jìn)行過熱保護(hù)和多重完善的保護(hù)功能。旁邊有一顆熱敏電阻,用于檢測充電器溫度,進(jìn)行過熱保護(hù)。

兩顆EL億光光耦,用于輸出電壓反饋及調(diào)節(jié)。

英集芯USB PD協(xié)議芯片(IP2729),內(nèi)置集成了USB PD、QC3.0快充以及小米120W秒充協(xié)議,功能十分強(qiáng)大。不過這個最大的120W功率輸出只能基于小米私有協(xié)議,也就是說,其它的手機(jī)或者設(shè)備在使用USP PD快充協(xié)議下最大功率只有65W。

威兆半導(dǎo)體的輸出VBUS開關(guān)管(VS3698AE),NMOS,耐壓30V,導(dǎo)阻3mΩ。

然后再來看平面變壓器小板上的一些元器件。

一顆納微半導(dǎo)體的氮化鎵開關(guān)管(NV6134);

MPS的同步整流控制器(MP6908A),最高工作頻率600KHz,支持DCM,CCM和QR以及ACF工作模式,支持標(biāo)準(zhǔn)電壓和邏輯電壓驅(qū)動的同步整流管。同步整流管同樣是威兆半導(dǎo)體的NMOS(VSP003N10H) ,支持10V邏輯電壓驅(qū)動,耐壓100V,導(dǎo)阻3.8mΩ??磥韲a(chǎn)的功率器件在消費(fèi)品上很突出。

關(guān)于小米120W氮化鎵充電器的BOM大致如下,有需要的可以參考。

廠商 型號 說明
矽力杰 SY5072B PFC控制器
納微 NV6134 PFC升壓開關(guān)管
未知 ES5JCR 快恢復(fù)二極管
安森美? NCP1342 準(zhǔn)諧振初級PWM控制器
MPS MP6908A 同步整流控制器
威兆半導(dǎo)體 VSP003N10H 同步整流管
億光 EL1019 光耦
英集芯 IP2729 USB協(xié)議芯片
威兆半導(dǎo)體? VS3698AE VBUS開關(guān)管
未知 LMB10L30 整流橋

小結(jié)

拆解完小米的120W氮化鎵充電器,整體而言,結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊,得益于對于平面變壓器的應(yīng)用,內(nèi)部元器件排布非常密集,空間利用率高,除了兩顆納微半導(dǎo)體的氮化鎵功率芯片以及MPS的同步整流控制器,其它像協(xié)議芯片,MOS管等都用了國產(chǎn)芯片來實(shí)現(xiàn),看來在消費(fèi)電子領(lǐng)域,國產(chǎn)器件的平替沒什么問題。

小米

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小米是全球第四大智能手機(jī)制造商,在30余個國家和地區(qū)的手機(jī)市場進(jìn)入了前五名,特別是在印度,連續(xù)5個季度保持手機(jī)出貨量第一。通過獨(dú)特的“生態(tài)鏈模式”,小米投資、帶動了更多志同道合的創(chuàng)業(yè)者,同時建成了連接超過1.3億臺智能設(shè)備的IoT平臺。

小米是全球第四大智能手機(jī)制造商,在30余個國家和地區(qū)的手機(jī)市場進(jìn)入了前五名,特別是在印度,連續(xù)5個季度保持手機(jī)出貨量第一。通過獨(dú)特的“生態(tài)鏈模式”,小米投資、帶動了更多志同道合的創(chuàng)業(yè)者,同時建成了連接超過1.3億臺智能設(shè)備的IoT平臺。收起

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