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拆解報告:TEKA鐵甲65W氮化鎵無線智能充電器

2021-10-22

近兩年來,氮化鎵在消費類電源領域的發展迅速,無論是高性價比的高頻QR反激拓撲還是主打高性能的有源鉗位反激,亦或是百瓦大功率專用的LLC,市面上的氮化鎵快充新品一直都層出不窮。


當然,技術的成熟也會讓產品的性能和賣點都面臨著同質化的問題,為了尋求產品的更多差異化,電源廠商也是絞盡腦汁。比如,近日充電頭網就拿到了一款由鐵甲推出65W氮化鎵快充新品,除了目前主流氮化鎵充電器小巧便攜、大功率輸出、多設備支持等優點外,它還加入了無線智能互聯功能,用戶可以通過APP連接充電器,查看并設置充電器的參數,讓充電器進入智能化時代。


在前不久,充電頭網也已經針對鐵甲這款充電器的性能和基本功能進行了評測,今天繼續為大家分享其拆解,一起來看看這款能夠連接APP的充電器,內部究竟是如何設計的。此前充電頭網還拆解過一款鐵甲的20W PD快充充電器。


一、TEKA鐵甲65W氮化鎵充電器外觀


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鐵甲的65W氮化鎵無線智能充電器采用的是白色阻燃材質,正面印著非常豐富的產品信息,其中65W、GaN以及無線智能充電便是這款產品的主要特點。制造商為:深圳市鐵甲科技有限公司。


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充電器輸出端標配的是2C1A三個輸出接口,其中兩個C口在單口輸出時,均可實現65W功率,并可以同時為三臺設備同時充電。

       

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靠近輸出端的角落設有一顆LED指示燈,在接通電源之后,發出淡藍色光。

       

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充電器配備折疊插腳,利于收納和攜帶。插腳側印著具體的參數信息,型號為TEKA-SCM65CHG,支持100-240V的寬電壓輸入,C1接口和C2接口均支持65W輸出;A口最大支持36W輸出;C1+C2輸出:45W+20W;C1+A口輸出:45W+18W;C2+A輸出:5V3A,C1+C2+A口輸出:45W+15W。

       

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通過對比發現,鐵甲這款65W三口氮化鎵快充的體積僅相當于蘋果原裝61W快充的一半左右。

       

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尺寸方面,使用卡尺實測充電器的長度約為69.89mm。

       

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寬度約為31.15mm。

       

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厚度約為35.60mm。

       

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凈重約為113.9g。

       

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使用ChargerLAB的POWER-Z KT002讀取USB-C1接口的快充協議,實測支持PD、PPS、Apple2.4A、QC2.0、QC3.0、QC4+、AFC、FCP、SCP、PE快充協議。 

       

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當USB-C1觸發PD快充輸出時可以提供5-15V3A、20V3.25A五個固定輸出檔位,以及3.3-21V3A一組PPS檔位。

       

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同樣,讀取USB-C2接口的快充協議,實測支持PD、PPS、Apple2.4A、QC4.0以及PE快充協議。

       

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USB-C2同樣支持5-15V3A、20V3.25A五個固定輸出檔位,以及3.3-21V3A一組PPS檔位。


二、TEKA鐵甲65W氮化鎵充電器拆解

       

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打開充電器為顆,取出內部PCB板??梢娖鋬炔侩娫茨K被絕緣板和黃銅散熱片包裹。

       

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散熱片主要覆蓋在電源模塊的AC-DC電源部分。

       

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主PCB板背面同樣是采用了一塊散熱片進行全覆蓋。

       

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內部PCB板長度約為65.86mm。

       

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寬度約為32.19mm。

       

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厚度約為27.01mm。

       

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將包裹在PCB板外圍的散熱片拆除??梢娺@款電源模塊有多塊PCB板組成,初級部分側面設有一塊PCB板,輸出端三個接口分別由一塊PCB板焊接,此外還有一塊PCB板用于無線智能控制。

       

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輸出端的PCB板之間均采用注膠處理,起到固定和散熱的作用。

       

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從輸入端來看,主要有電解電容、共模電感、變壓器等器件,同樣有注膠處理。

       

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側面來看,右邊的初級PCB板設有整流橋、PWM主控芯片、Y電容、光耦等器件,左側的PCB板設有二次降壓電路。

       

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PCB板背面設有氮化鎵芯片、Y電容、同步整流MOS等器件。


充電頭網觀察分析發現,這套電源模塊由開關電源輸出固定電壓,再通過二次降壓電路實現多口快充輸出。其中開關電源部分采用的是業界主流的高頻QR反激拓撲架構,次級部分除了常規的二次降壓電路之外,還獨立設有一個物聯網模塊。

       

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輸入端采用了一顆3.15A的延時保險絲。

       

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將側面PCB板拆除,上面設有一顆共模電感、一顆安規X電容和一顆高壓濾波電解電容。

       

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安規X2電容規格為0.1μF。

       

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高壓濾波電解電容規格為400V 33μF。

       

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另外兩顆高壓電解電容位于主PCB板上,規格均為400V 33μF。

       

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下面來看一下PCB板背面的主要器件。

       

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絲印LBF810的整流橋。

       

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氮化鎵主控芯片采用的是安森美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。

       

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充電器的氮化鎵開關管型號為G1N65R240PB,來自珠海鎵未來科技有限公司。該器件采用PQFN8*8封裝,耐壓650V,導阻240mΩ,柵極耐壓支持±18V,無需負電壓驅動,簡化驅動器設計。適用于高頻緊湊的QR或ACF反激架構,適合半橋降壓/升壓,圖騰柱PFC電路或逆變電路,適用于高頻高效LLC或其他軟開關拓撲。

       

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充電頭網了解到,該氮化鎵功率器件此前已被綠巨能65W三口氮化鎵快充充電器 、悅米65W 1A1C氮化鎵快充充電器、唯沃豐65W 2C1A氮化鎵快充充電器等產品采用。

       

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貼片Y電容來自特銳祥來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,非常適合應用于氮化鎵快充這類高密度電源產品中。

 

特銳祥專注于被動元器件的研發、生產及銷售,注冊資本1億元。旗下有自主電容品牌兩類:SMD TRX及DIP TY電容器,TRX將致力于陶瓷材料的研究,以拓展更多品類的應用,為客戶提供更多的解決方案。

       

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充電頭網了解到,特銳祥貼片Y電容除了被貝爾金、安克、QCY、聲麗、麥多多、OPPO、聯想、努比亞、倍思、海陸通、第一衛等品牌的數十款快充產品使用,此外還被伊戈爾40W LED驅動電源、長虹42英寸智能網絡電視42P3F內置電源、卓飛航45W氮化鎵超快墻充等產品使用,性能獲得客戶一致認可。

       

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光耦來自EL億光,用于輸出電壓反饋。

       

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主PCB板上還設有一顆特銳祥的特片Y電容。

       

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另有還有一顆插件式Y電容。

       

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變壓器使用絕緣膠帶包裹,并且絲印了功率等信息。

       

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同步整流芯片設置在USB-A接口所在的PCB板上。除了同步整流控制器外,PCB板上沒有其他控制電路。

       

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這顆同步整流控制器來自芯茂微,型號LP35118V,采用SOT23-6L封裝,適用于隔離開關電源應用;支持正激和反激拓撲架構,支持DCM和CCM工作模式。具有超快的關斷速度,可以減小CCM工作模式下的開關損耗。同時,LP35118V還內置VCC供電技術,確保無需輔助供電,在不同輸出下正常工作。


       

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芯茂微LP35118V最高耐壓可達200V,可使用邏輯電壓驅動的NMOS,內置專有的整流橋導通技術,具有超快的關斷速度以及可調節的同步整流管關閉閾值。內置VCC欠壓保護、過壓鉗位、驅動噪聲抑制等功能、外圍元件精簡、適用于充電器和適配器的同步整流。


充電頭網里了解到,采用該芯片的產品還有機樂堂20W 1A1C快充充電器、悅米65W 1A1C氮化鎵快充充電器、唯沃豐65W 2C1A氮化鎵快充充電器等。

       

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同步整流MOS絲印CWR10081AE。

       

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同步整流輸出濾波采用了一顆萬京源的固態電容,規格為25V 470μF,纏繞膠帶絕緣。

       

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主PCB板角落設有一顆LED指示燈。

       

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拆下C2接口所在的PCB板,正面設有降壓電感、濾波電容以及USB-C接口。

       

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輸出濾波采用了一顆25V 220μF的固態電容,來自萬京源。

       

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降壓電感特寫。

       

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C2接口特寫。

       

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PCB板背面居中是一顆高集成降壓控制器,兩個降壓MOS管,此外還有一顆VBUS開關管。

       

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來自智融的高集成降壓和協議識別芯片SW3518S,這是一款高集成度的多快充協議雙口充電芯片,并已經通過了VOOC認證。芯片支持A+C口任意快充輸出,支持雙口獨立限流,集成了5A高效率同步降壓變換器,支持PPS、PD、QC、AFC、FCP、SCP、PE、SFCP、VOOC等多種快充協議,最大輸出PD100W。

       

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充電頭網拆解了解到,智融SW3518S此前已被愛莎瓦特65W 2A1C氮化鎵快充、閃極90W 2C1A氮化鎵快充、飛利浦65W氮化鎵快充插座、雷柏65W GaN快充、電友65W 2C1A氮化鎵快充等,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。

       

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兩顆外置的降壓MOS管無絲印信息。

       

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VBUS開關管絲印CWT361AP。

       

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C1接口所在的PCB板正面設有降壓電感、電容、接口,以及MOS。

       

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背面是一顆主控芯片。

       

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主控芯片同樣采用的是智融SW3518S。

       

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來自萬京源的輸出濾波固態電容。

       

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降壓電感特寫。

       

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在降壓電感下面是三顆MOS管,其中邊緣兩顆用于配置智融SW3518S實現降壓,另外一個用作VBUS開關管。

       

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輸出VBUS開關管絲印AP10H03DF。

       

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C1輸出接口特寫。

       

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接著來看無線智能控制的PCB模塊,其中一面沒有任何元器件,貼有絕緣膠帶絕緣。

       

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另外一片設計主控芯片、LDO以及晶振,此外PCB板上還有印刷天線,絲印TKEA_BT字樣。

       

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絲印LSR8250的藍牙芯片。

       

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外置一顆24.000MHz的無源晶振。

       

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用于給主控芯片供電的LDO。

       

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鐵甲65W氮化鎵快充充電器全部拆解完畢。


充電頭網拆解總結


在外觀方面,鐵甲65W氮化鎵快充與市面上常見的氮化鎵快充產品造型相似,長條機身,配折疊插腳以及2C1A三個接口,并設有狀態指示燈,體積較傳統功率器件的快充而言縮小了不少。性能方面也處于業界主流水準,兼容了市面上多種主流的快充協議,并且支持雙C口盲插輸出65W以及多口功率智能分配功能。


這款充電器的最大特別之處在于加入了藍牙無線連接功能,用戶可以通過APP控制,在手機端實現功率分配、輸出功率、斷電、控制指示燈等等操作,非常方便。


充電頭網拆解了解到,鐵甲這款充電器基于業界主流的開關電源+二次降壓架構設計,開關電源部分采用NCP1342+鎵未來GaN器件,并選用了芯茂微同步整流控制器,三個接口的輸出由兩路二次降壓電路組成,均由智融SW3518S控制;此外新增了一個藍牙模塊,實現充電器與手機APP之間的智能連接以及輸出控制。


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