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拆解報告:倍思30W GaN3氮化鎵快充充電器

2022-01-04

2021年12月11日,消費電子品牌Baseus倍思聯合回收寶共同舉辦的「Baseus倍思 X 回收寶 免費換快充」活動,截止時間至12月31日。本次活動充電頭網也是身體力行,親自去了其中一個預約點體驗更換充電器和做了采訪,幫助大家熟悉整個活動流程。

 

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在現場充電頭網發現,路人拿來更換的“充電器”形形色色,有大家經常調侃的5V1A充電器,還有車充以及堪稱古董的老式萬能充等,可見本次舉辦方Baseus倍思 X 回收寶相當大氣,并沒有設一些苛刻的條件。而能夠換到的新充電器則是倍思的30W氮化鎵快充CCGAN30CC。

 

參與本次活動的人有不少是充電頭網的粉絲,大家都留言想看倍思這款30W氮化鎵充電器的拆解和評測,因此也就有了本期拆解。下面就隨小編一起來看看充電器的具體用料做工吧。

 

此前充電頭網還拆解過倍思120W 2C1A氮化鎵快充充電器、倍思100W 2C2A氮化鎵快充、倍思QC5認證100W氮化鎵快充、倍思30W超級硅充電器、倍思20W Super Si超級硅充電器、倍思10000mAh 1A1C二合一氮化鎵充電器等產品,歡迎查閱。

 

一、倍思30W氮化鎵快充外觀

 

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包裝盒正面印有Baseus倍思品牌、充電器外觀圖和名稱,右側上下還分別有30W和GaN標識,表明這是一款30W氮化鎵充電器。

 

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背面印有造商信息和充電器使用場景圖,可以給蘋果iPhone 13系列新機進行全速快充。

 

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側面印有充電器參數信息。

 

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另一側印有產品賣點:30W快充 氮化鎵技術加持、可折疊插腳、多協議兼容、自動負載檢測。

 

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包裝內含充電器、使用說明書、保修卡和卡通貼紙。

 

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充電器采用PC材質白色外殼,腰身啞光和亮面撞色設計,端角處還設有一顆LED指示燈。

 

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腰身一面印有Baseus品牌logo。

 

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另一面印有30W GaN字樣。

 

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輸入端外殼印有充電器參數

型號:CCGAN30CC

輸入:100-240V~50/60HZ 0.8A

輸出:5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A

深圳市時商創展科技有限公司

產品已經通過了CCC認證。

 

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充電器配備可折疊國標插腳。

 

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輸出端配備單USB-C口,橘紅色膠芯。

 

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實測充電器機身高度為38.68mm。

 

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寬度為28.96mm。

 

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厚度為30.34mm。

 

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和蘋果30W充電器對比,體積優勢明顯。

 

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拿在手上的直觀感受。

 

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凈重約為45g。

 

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接通電源,充電器指示燈亮淡藍色光。

 

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使用ChargerLAB POWER-Z KT002測得USB-C口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP協議,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PD3.0、PPS多個快充協議。

 

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此外PDO報文顯示C口還具備5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五組固定電壓檔位,以及3.3-11V3A一組PPS電壓檔位。


二、倍思30W氮化鎵快充拆解

 

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將輸入端外殼拆開,超聲波焊接封裝。插腳使用黑色塑料板固定,和充電器模塊間設有隔離板進行絕緣。

 

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將模塊取出,兩側貼有藍色導熱墊幫助散熱。

 

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測得模塊長度為26.46mm。

 

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寬度為24.16mm。

 

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厚度為24.62mm。

 

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PCBA模塊由三塊小板組合焊接設計,U型結構,可最大化利用內部空間減小充電器體積。

 

通過觀察發現,這款充電器采用高頻QR開關電源架構,協議芯片通過光耦控制接口輸出電壓,下面我們從輸入端開始了解各器件的信息。

 

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模塊側面一覽,可以看到上層小板上設有保險電阻和主控芯片供電電容,連接小板上設有開關電源主控芯片、光耦和貼片Y電容。

 

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另一側設有工字電感、高壓濾波電解電容和變壓器,打膠加固。

 

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輸入端小板背面有一顆整流橋。

 

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輸出端小板上設有三顆輸出濾波固態電容,采用塑料殼加固以及進行初次級隔離。

 

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模塊拆開一覽,輸入端小板上高壓濾波電解電容有兩顆,還有一顆共模電感。

 

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保險電阻特寫,額定電流2A。

 

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共模電感特寫,用于濾除EMI干擾。

 

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Z4RGP30MP整流橋特寫。

 

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工字電感特寫。

 

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高壓濾波電解電容采用永銘KCX系列,規格為400V 33μF。該系列產品工作溫度范圍在-55℃~105℃,3000小時壽命,并具備抗雷擊、低漏電流(低待機功耗)、高紋波電流、高頻低阻抗等性能優勢。

 

充電頭網了解到,憑借小體積的特點,永銘KCX系列電解電容還被公牛65W氮化鎵快充、飛利浦65W氮化鎵快充插座、摩米士65W 2C1A氮化鎵快充充電器、柚比30W 1A1C氮化鎵快充充電器、京造65W 1A1C氮化鎵快充充電器、努比亞65W 2C1A氘鋒氮化鎵快充等產品采用,獲得客戶一致認可。

 

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另一顆品牌是CyXincon。

 

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規格為400V 22μF。

 

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主控芯片供電電容來自常州華威電子有限公司。

 

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規格為50V 4.7μF。

 

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開關電源主控芯片采用南芯半導體的SC3056。南芯SC3056是一顆高頻準諧振反激轉換器,具有高能效和高可靠性,源自南芯半導體的SC305x GaN Combo系列。SC3056內部集成650V耐壓的氮化鎵開關管,可輕松驅駕30W~40W輸出功率范圍。

 

SC3056工作在QR和DCM模式下,谷底開通以提高效率;提供自適應的頻率折返用于實現全負載范圍內的高效率;無負載時,芯片以突發模式運行,降低待機功耗。轉換器內置高壓啟動電路,可實現超低的待機功耗和超快的啟動速度。


同時集成軟啟動電路,以及用于超寬輸出范圍的分段式供電電路。在突發和故障模式下具有超低的工作電流,滿足待機能效要求。最高工作頻率為175KHz,大幅降低磁性器件的體積和成本。全功率范圍具備抖頻功能,用以改善EMI性能。

 

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芯片內置過熱保護,供電過壓保護、供電欠壓閉鎖、逐周期電流限制、兩級過流保護、輸出過電壓保護、輸出短路保護和過載保護,提供完善全面的保護功能。

 

據充電頭網了解,南芯半導體的快充方案廣泛應用在充電器、無線充、車充、充電寶、儲能電源等各個方面,并被立訊精密65W 1A1C氮化鎵快充、華為66W超級快充車充、華為50W超級快充無線車充、紫米20號200W PD快充移動電源、小米20000mAh移動電源50W超級閃充版、三星10000mAh 25W PD快充移動電源、公牛600W戶外移動電源、安克PowerHouse II 400戶外電源數十款產品采用,品質獲得客戶高度認可。

 

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變壓器特寫。

 

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OR 1009光耦,用于初級次級通信,反饋調節輸出電壓。

 

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貼片Y電容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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輸出端小板上除了三顆固態電容外,還設有輸出VBUS開關管。

 

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小板背面設有同步整流控制器、整流管、協議芯片和LED指示燈。

 

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同步整流控制器采用南芯半導體SC3503,這是一顆自適應開通檢測和快速關斷同步整流控制器,無需輔助線圈供電,輸出電壓最低可低至0V,專利的自適應開通檢測電路避免同步整流管誤開通,兼容多種MOS,具有超低的靜態電流,支持多種工作模式,支持高側和低側同步整流,外圍元件非常精簡。采用SOT23封裝,適用于寬范圍反激適配器應用。

 

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南芯SC3503資料信息。

 

充電頭網拆解了解到,該芯片已經被綠聯65W智充魔盒2C2A氮化鎵快充插座、TEGIC迷你30W氮化鎵快充、綠聯迷你30W氮化鎵快充、征拓65W 2C1A氮化鎵充電器、威源新能30W 1A1C氮化鎵快充、意象65W氮化鎵充電器、努比亞30W氮化鎵快充等產品采用。

 

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同步整流管采用華瑞微HRG100N068GL,NMOS,耐壓100V,導阻7.2mΩ,DFN5x6封裝。

 

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輸出濾波固態電容均來自綠寶石,這顆規格為25V 330μF。

 

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旁邊一顆規格為25V 100μF。

 

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第三顆規格為25V 100μF。

 

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協議芯片采用南芯SC2151A,該芯片已經獲得USB-IF PD3.0認證,TID:4869。其采用16-pin QFN 4*4mm封裝,是一顆支持PD和DP/DM快充協議的控制器,內部集成反饋環路,支持最新的Type-C和PD3.0標準,同時還支持使用DP/DM接口的專有快充協議,適用于各類適配器應用。

 

南芯SC2151A內部集成了32位高性能MCU內核,集成24kB單次編程存儲器和2kB RAM。該控制器針對各類快充協議集成了USB PD物理層、Type-C檢測、DP/DM快充協議物理層,VCONN供電。

 

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此外,針對快充適配器方案內置了輸出放電路徑、內置可編程反饋補償、電壓電流檢測、10bit高性能ADC、兩個10bit DAC、NMOS通路管驅動、I2C通信接口以及豐富的保護電路,為適配器等應用提供了簡單高效的協議控制器解決方案。

 

充電頭網拆解了解到,南芯SC2151A協議IC還被安克30W迷你氮化鎵快充(英雄聯盟版)、綠聯30W氮化鎵快充、PANFORE 65W氮化鎵快充、古石科技迷你30W氮化鎵充電器、努比亞30W氮化鎵快充等產品采用。

 

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輸出VBUS開關管采用華瑞微HRT30N08J,NMOS,耐壓30V,導阻7mΩ,DFN3*3_8L封裝。

 

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LED指示燈特寫。

 

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USB-C母座特寫,過孔焊接。

 

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全部拆解完畢,來張全家福。

 

充電頭網拆解總結

 

倍思這款30W氮化鎵充電器有黑、白兩種款式,得益于氮化鎵技術加持,三維僅39*29*30mm,加上配備可折疊插腳,十分小巧便攜。性能上,這款充電器兼容QC、AFC、FCP、SCP、PD3.0、PPS多個快充協議,具備5-20V齊全固定電壓檔位以及3.3-11V3A一組PPS電壓檔位,對蘋果、華為、小米、三星等市面主流品牌手機都有很好的兼容性。


充電頭網通過拆解發現,充電器內部也是采用常見的多塊小板堆疊設計,充分利用內部空間減小體積。元器件布局緊湊,空間利用率高。初級與次級之間使用絕緣支架隔離,變壓器、電容打膠加固。


此外充電器還采用了業內知名廠商南芯半導體的SC3056+SC3503+SC2151A全套氮化鎵快充方案,應用案例非常多,可見是得到了市場的充分驗證,性能、質量可靠。還采用了永銘、綠寶石等品牌電容進行輸入輸出濾波,充電器整體用料做工扎實可靠。

 

本次以舊換新活動,能換到倍思這么一款氮化鎵充電器還是相當不錯的,而且數量也充足,可見主辦方相當有誠意。


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