自備小米私有快充,與米系用戶更配,酷態科新款140W充電器拆解
前言
酷態科最近新推出了一款PD3.1 140W快充產品-酷態科15號充電器,其採用3C1A介面配置,其中兩個USB-C介面均支援140W輸出功率,並支援功率智慧分配,單一充電器就能夠滿足筆記型電腦,手機,平板電腦等產品用電需求。
酷科15號充電器採用銀色和黑色外殼設計,指示充電器的輸出介面區域。充電器設有折疊插腳,方便日常攜帶收納。隨充電器還附贈1.5公尺長6A線,支援240W快充,滿足小米手機用戶的快充需求。下面充電頭網就帶來酷科15號充電器的拆解,一起看看內部的設計與用料。
酷科15號充電器開箱
包裝盒延續酷態科先前推出的新款行動電源相同風格設計,正面印有產品名稱、外觀以及配線和GaN3標識,右側藍色區域還印有Powered by CUKTECH。
包裝內含酷態科15號充電器、數據線以及使用說明書。
附帶數據線是USB-C to USB-C線,線頭外殼磨砂方便插拔,並且還設計有CUKTECH品牌和6A字樣,表明線材可過6A大電流,滿足小米用戶的快充需求。
實測數據線長度約1.5公尺。
使用ChargerLAB POWER-Z KM003C測得線纜隨附E-Marker晶片,且充電效能方面也支援USB PD3.1 240W快充,資料傳輸能力為USB 2.0。
酷科15號充電器在外觀方面延續了銀灰、藍、黑三色設計語言,而機身也做得比較小,整體看去很精美時尚。
機身兩部分外殼間設有藍色環,黑色外殼做了凹凸條紋設計,進一步提升了產品辨識度和持握手感。
機身正面印有CUKTECH品牌、140W GaN以及15字樣。
側邊外殼印有酷態科15號充電器的詳細規格參數。
酷科15號充電器參數特寫
型號:AD1404U
輸入:110-240V~50/60Hz 2A
單口輸出:
C1/C2:5V3A、9V3A、11V6.1A、12V3A、15V3A、20V6A、28V5A 140W Max
C3/A:5V2.4A、9V2A、12V1.5A、11V3A 33W Max
多口輸出:
C1+C2:100W+33W或65W+45W
C1/C2+C3/A:100W+33W
C3+A:5V4A
C1+C2+C3/A:65W+45W+5V1.5A或45W+33W+33W
C1/C2+(C3+A):100W+5V3A
C1+C2+(C3+A):65W+45W+5V1.5A或45W+33W+5V3A
製造商:南京酷科電子科技有限公司
產品通過了CCC認證。
同一側配備可折疊國標插腳,方便攜帶。
此外插腳處外殼兩側加入雙翼設計,提升使用時的穩定性。
輸出端配置3C1A四個USB接口,且接口旁分別有C1、C2、C3、USB-A字樣,方便用戶區別使用。
實測酷態科15號充電器機身長度為79.63mm。
寬度為65.37mm。
厚度為32.22mm。通過三圍算的酷態科15號充電器體積約為167.72cm³,功率密度約為0.83W/cm³。
和蘋果140W氮化鎵充電器對比,酷態科15號充電器體積優勢明顯。
產品拿在手上的大小直覺感受。
另外測得酷態科15號充電器淨重約335g。
使用ChargerLAB POWER-Z KM003C測得充電器C1口支援FCP、AFC、QC3.0/5、PD3.1、PPS、DCP、Apple 2.4A充電協定。
PDO封包顯示C1口也具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A六組固定電壓檔位,以及5-11V5A、5-20V3A兩組PPS電壓檔位。
測得C2口相容協議和C1口的相同。
另外PDO報文也一樣,也就是C1和C2口單口輸出效能一樣,支援功率盲插。
測得C3口支援FCP、AFC、QC2.0/4+、PD3.0、PPS、DCP、Apple 2.4A充電協定。
PDO封包顯示C3口也具備5V2.4A、9V2A、12V1.5A三組固定電壓檔位,以及5-11V3A一組PPS電壓檔位。
測得USB-A口支援UFCS、FCP、AFC、QC3.0、DCP充電協議。
測得UFCS快充具備5-11V3A一組電壓檔位。
酷科15號充電器拆解
看完了酷態科15號充電器的開箱測試,以下就進行拆解,一起來看看內部的設計和用料。
首先沿著外殼接縫拆開酷態科15號充電器外殼。
內部PCBA模組為灌封工藝,使用導熱膠填充,能夠提升充電器的散熱性能和耐候性以及機械強度。
輸出側焊接降壓小板。
從另一半殼體中取出PCBA模組。
電源輸入線套密封膠圈密封。
在灌封膠內部設有鋁製散熱片。
散熱片與PCBA模組之間設有黑色麥拉片絕緣。
使用遊標卡尺測得PCBA模組長度約74.4mm。
PCBA模組寬度約58.2mm。
PCBA模組厚度約28.1mm。
拆下PCBA模組正反面的散熱片,內部也使用導熱膠灌封填充。
清除掉PCBA模組正反面的灌封膠,PCBA模組正面一覽,上方焊接輸入濾波小板,下方焊接濾波電感,高壓濾波電容和PFC升壓電感,底部焊接變壓器,諧振電感和諧振電容。左側焊接輸出降壓小板,左下角焊接輸出濾波電容。
PCBA模組背面一覽,右側焊接PFC開關管和整流管,右上方焊接兩顆LLC開關管,左側焊接貼片Y電容,回饋光耦和一顆二合一控制器,右側焊接同步整流控制器和同步整流管。
透過對PCBA模組正反面的觀察發現,酷態科15號充電器採用PFC+LLC+SR開關電源架構設計,PFC進行功率因數校正,LLC開關電源同步整流,固定電壓輸出,輸出經由三路獨立的同步降壓電路,實現四口快充輸出與功率自動分配功能。下面我們就從輸入端開始了解各個元件的資訊。
PCBA模組側面一覽,右側焊接整流橋,保險絲,EMI濾波電路小板,高壓濾波電容,諧振電容和諧振電感。中間一顆高壓濾波電容纏繞膠帶絕緣。
輸入端保險絲來自貝特電子,出料號936,規格為4A 250V。
側面焊接整流橋和濾波電容。
EMI濾波電路小板上焊接NTC熱敏電阻,共模電感與安規X2電容。
小板背面沒有焊接元件。
綠色NTC熱敏電阻用於抑制充電器上電的突波電流。
共模電感採用漆包線和絕緣線繞製,底部焊接絕緣支架。
安規X2電容來自威迪電子,容量0.33μF。
濾波電感使用磁環繞制,底部設有電木板絕緣。
整流橋來自揚傑電子,型號D6UB100,規格為6A1000V。
三顆薄膜濾波電容來自六和電子,規格相同均為1μF450V。
濾波電感外套熱縮管絕緣,底部設有絕緣支架。
酷態科15號充電器內部PFC+LLC二合一控制器來自矽力傑,絲網印刷GGNFGZ。
二合一控制器供電的濾波電容來自東佳,規格為25V47μF。
PFC開關管來自英諾賽科,型號INN700TK190B,是一顆耐壓700V的增強型氮化鎵開關管,導阻190mΩ,採用TO252封裝。
100mΩ取樣電阻用於偵測PFC級電流。
PFC升壓電感磁芯採用膠帶纏繞絕緣。
ES5J快恢復二極體用於PFC整流。
GS5M二極體用於PFC旁路。
三顆高壓濾波電容來自東佳,規格為420V27μF,總容量為81μF。
LLC開關管來自英諾賽科,型號INN700TK350B,是一顆耐壓700V的增強型氮化鎵開關管,導阻350mΩ,採用TO252封裝。
諧振電容來自廈門法拉電子,規格為0.022μF630V。
側邊焊接輸出濾波電容,LLC變壓器和諧振電感。
諧振電感特寫,磁芯採用膠帶纏繞絕緣。
變壓器次級採用多層絕緣線繞製,整體採用膠帶嚴密纏繞絕緣。
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,非常適合應用於氮化鎵快充這類高密度電源產品中,料號TMY1331K。
特銳祥專注於被動元件的研發、生產及銷售,註冊資本1億元。旗下有自主電容品牌兩類:SMD TRX及DIP TY電容器,TRX將致力於陶瓷材料的研究,以拓展更多品類的應用,為顧客提供更多的解決方案。
充電頭網了解到,特銳祥貼片Y電容除了被麥多多100W氮化鎵、OPPO 65W超級閃充氮化鎵充電器、聯想90W氮化鎵快充、努比亞65W氮化鎵充電器、倍思120W氮化鎵+碳化矽PD快充充電器等數十款高功率充電器使用外,也應用於海陸通、第一衛、貝爾金等品牌20W迷你快充上,性能獲得客戶一致認可。
另一本特銳祥貼片Y電容料號為TMY1221K。
奧倫德OR 1008光耦用於輸出電壓回饋。
輸出同步整流晶片來自MPS,型號MP6924A,是一顆LLC同步整流控制器,MP6924A內部整合了兩個同步整流控制器,分別用於LLC兩個次級線圈輸出的整流應用,適用於LLC轉換器同步整流應用。可節省一顆控制器,精簡次級電路設計,並具有更強的抗干擾度和快速關閉功能,可與CCM/DCM模式相容。同時支援4.2-35V寬範圍工作電壓,可適用於USB PD3.1快充140W電源設計。
同步整流管來自真茂佳,型號ZMS070N10N,NMOS,耐壓100V,導阻6.5mΩ,採用DFN5*6封裝。
輸出端焊接降壓小板和濾波固態電容。
輸出濾波電容來自東佳,為VX系列125℃固態電容,規格為35V680μF。
輸出降壓小板特寫,正面焊接USB-C和USB-A母座,降壓電感和濾波電容。
降壓小板背面焊接兩顆降壓協定晶片,協定晶片,同步降壓開關管和對應各個介面的VBUS開關管。 USB-C母座採用過孔焊接固定,牢固耐用。
USB-C1和USB-C2快充介面的協定晶片來自南芯科技,型號SC9712A,是一款高度整合的雙埠快充SoC晶片,支援多種快充協定。 SC9712A整合了36V高效同步降壓控制器,具有最大7A輸出電流,並具有可配置80k~600kHz的開關頻率,還配備了一組Type C接口和2個DPDM快充協議控制接口,可以最大程度地減少了外部元件,實現了雙USB連接埠(1C1A,Type C+ USB A)的快速充電功能,為便攜設備,如電腦、平板電腦和手機等提供高達140W的充電功率。
SC9712A的Type C端口是DFP端口,支援Type C協定和USB PD 2.0/3.0/3.1協定。其DPDM介面還可支援Apple 2.4A/BC1.2/DCP/HVDCP/FCP/SCP/UFCS等快速充電協定。另外,南芯SC9712A成功通過了UFCS融合快速充電功能認證,證書編號0302347160790R0M-UFCS00042。
南芯科技SC9712A 資料資訊。
同步降壓開關管來自萬國,型號AONS66406,NMOS,耐壓40V,導阻5mΩ,採用DFN5*6封裝。
一顆同步開關管來自威兆半導體,型號VS4610AE,為耐壓40V的NMOS,導阻為6.8mΩ,採用PDFN3333封裝。
威兆半導體VS4610AE 資料資訊。
降壓電感採用磁環繞制。
VBUS開關管同樣採用威兆半導體VS4610AE。
另一路同樣採用南芯科技SC9712A SOC晶片。
同步降壓開關管採用萬國AONS66406。
另一顆同步降壓開關管同樣來自威兆半導體,型號VS4610AE。
降壓電感採用磁環繞制。
VBUS開關管同樣採用威兆半導體VS4610AE。
兩個快充USB-C口採用藍色膠芯,過孔焊接固定。
兩顆濾波電容來自東佳,規格為35V100μF,分別對應兩個介面。
另一顆協定晶片來自南芯科技,型號SC2153A,是一顆支援PD和DP/DM快充協定的控制器,內部整合回饋環路,支援最新的Type-C和PD3.0標準,同時也支援使用DP/DM介面的專有快充協議,適用於各類適配器應用。
SC2153A內部整合了32位元高效能MCU內核,整合24kB單次程式記憶體和2kB RAM。本控制器針對各類快充協定整合了USB PD物理層、Type-C檢測、DP/DM快充協定物理層,VCONN供電。晶片支援豐富全面的保護功能,採用QFN4*4-16封裝。
南芯科技SC2153A 資料資訊。
用於降壓輸出的同步整流降壓控制器來自英集芯,型號為IP6550,是一款支援36V輸入的同步降壓控制器,內建NMOS管驅動,外接兩個MOS管進行高效同步整流降壓。 IP6550透過回授引腳調節輸出電壓。開關頻率135KHz,輸入端耐壓48V,內建完善的保護功能。英集芯IP6550採用3*3mm QFN16封裝,可實現簡化的同步降壓轉換電路設計。
IP6550可用於車載充電器、多口轉接器、智慧插排、支援USB-C介面的插排以及行車記錄器應用。同步整流降壓具有高轉換效率,高輸出電流可用於多口5V輸出,搭配PD協定晶片可實現寬範圍電壓調節,滿足USB PD3.1的應用。
英集芯IP6550 資料資訊。
兩顆同步降壓開關管採用威兆半導體VS4610AE。
降壓電感採用磁環繞制。
輸出濾波電容來自東佳,KS系列固態電容,規格為16V220μF。
輸出VBUS開關管來自威兆半導體,型號VS3618AE,為耐壓30V的NMOS,導阻6.4mΩ,採用PDFN3333封裝。
威兆半導體VS3618AE 詳細資料。
充電頭網透過拆解了解到,採用威兆VS3618AE的產品還有華為27W超快充無線車充、小米無線車充、小米無線充電寶、堅果餅式無線充電座、魅族無線充電器無線充電產品以及小米65W USB PD快充充電器、紫米10000mAh USB PD快充行動電源行動電源及充電器等,威兆MOS的產品效能也獲得許多知名品牌認可。
USB-C母座採用過孔焊接固定,黑色膠芯不露銅。
USB-A母座採用黑色膠芯。
一顆晶片絲網印刷2258P,採用SOT23-6封裝。
在PCB上還焊接一顆降壓晶片,來自傑華特,絲印JWBHJ,實際型號為JW5026,是一顆40V耐壓,1A輸出電流,工作頻率為1.1MHz的同步降壓轉換器,晶片內部集成開關管,採用SOT23-6封裝。
傑華特JW5026 資料資訊。
降壓電感特寫。
全部拆解一覽,來張全家福。
充電頭網拆解總結
酷態科15號充電器採用銀色和黑色外殼設計,輸出介面設在黑色區域,方便辨識。充電器設有3C1A接口,其中兩個USB-C接口皆支援140W快充輸出,使用藍色膠芯表示支援140W快充。充電器配有折疊插腳,方便日常攜帶收納。同時也附贈1.5公尺長240W線,支援6A快充,適配筆記型電腦,手機,平板電腦充電使用需求。
充電頭網透過拆解了解到,酷態科15號充電器PCBA模包覆散熱片,並灌封導熱膠填充,提升充電器的散熱性能與耐候性。充電器內部採用PFC+LLC+SR架構,使用一顆矽力傑二合一控制器搭配英諾賽科氮化鎵開關管。
兩路140W USB-C 輸出採用南芯SC9712A快充SOC晶片,晶片內部整合協定晶片及同步降壓控制器,USB-C3及USB-A口採用南芯SC2153A協定晶片搭配英集芯IP6550同步降壓控制器。內部高壓濾波電容和輸出固態電容全部來自東佳。 PCBA模組由多塊小板組合焊接,提升空間利用率,內部採用知名品牌元件,做工紮實可靠。