拆解報告:綠聯500W氮化鎵充電器
前言
綠聯推出了業界首款滿血版PD3.1氮化鎵充電器X759,這款充電器具備5個USB-C接口和1個USB-A接口,總輸出功率達500W。其中USB-C1介面支援240W PD3.1快充,剩餘4個USB-C介面支援100W快充,USB-A埠也支援快充,滿足多個高功率設備同時快充。
綠色聯500W氮化鎵充電器內建主動橋、交錯PFC和AHB拓撲,並內建英諾賽科氮化鎵晶片,從多個環節降低損耗,提高轉換效率,提升消費者的快充體驗。下面充電頭網就帶來綠色聯500W氮化鎵充電器的拆解,一起看看內部的方案與用料。
綠色聯500W氮化鎵充電器開箱

包裝盒正面印有UGREEN綠聯品牌,產品外觀、商品賣點,右下角500W字樣使用金色字體。

包裝盒背面上方是科技感十足的晶片電路圖設計,下方印有產品參數以及注意事項等。

包裝盒上參數特寫,以下到產品實體展示環節再介紹。

充電器包裹塑膠袋保護。

包裝內含充電器,電源線和使用說明書。

綠色聯500W氮化鎵充電器採用銀色金屬漆機身,印有UGREEN品牌及500W字樣。

機身另一側印有UGREEN字樣。

機身頂部設有大面積橡膠防滑墊。

輸入端外殼印有充電器詳細資料和電源輸入插座。

充電器參數特寫
500W 六口氮化鎵桌面快充充電器
型號:X759
輸入:100-240V~50/60Hz 7A Max
USB-C1輸出:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A、36V5A、48V5A 240W Max
USB-C2/C3/C4/C5輸出:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A 100W Max
USB-A輸出:5V3A、9V2A、12V1.5A、10V2.0A 20W Max
額定總輸出:500W Max
製造商:深圳市綠聯科技股份有限公司
產品通過了CCC認證。

充電器輸入端設有品字電源插座。

充電器輸出端設有5C1 A六個介面。

5個USB-C介面均可用於筆記型電腦和手機快充。

介面旁標註輸出功率,USB-C1介面支援240W輸出,其餘USB-C介面支援100W快充。

USB-A接口採用紫色膠芯。

測得綠聯500W氮化鎵充電器機身長度約150mm。

機身高度約117mm。

機身寬度約61mm。

實測充電器機身重量約1610g。

搭配電源線的重量約為1838g。

附帶的電源線採用魔鬼氈收納。

電源線上設有抗干擾磁環。

測得電源線長度約2公尺。

電源線插頭印有UGREEN綠聯品牌。

測得電源線重量約227g。

使用ChargerLAB POWER-Z KT003C測得USB-C1口支援UFCS、QC3.0/5、PD3.1、PPS、DCP充電協議。

PDO封包顯示USB-C埠具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A、36V5A及48V5A七組固定電壓檔位,以及5-21V 5A一組PPS電壓檔位。

另外測得UFCS融合快充具備5-11V 4A及11-21V 3A兩組電壓檔位。

USB-C2介面支援UFCS、QC3+/5、AFC、PD3.0、PPS、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充電協定。

PDO封包顯示USB-C2口具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五組固定電壓檔位,以及5-21V5A一組PPS電壓檔位。

另外測得UFCS融合快充具備3.4-5.5V 3A、5.5-11V 3A及11-21V 3A三組電壓檔位。

USB-C3介面支援QC3+/5、FCP、SCP、AFC、SFCP、PD3.0、PPS、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充電協定。

PDO封包顯示USB-C3口具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五組固定電壓檔位,以及5-21V5A一組PPS電壓檔位。 USB-C4和USB-C5介面協定與USB-C3介面完全相同,節省篇幅不再介紹。

USB-A介面支援QC3.0、FCP、SCP、AFC、SFCP、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充電協定。
綠色聯500W氮化鎵充電器拆解
看完了綠聯500W氮化鎵充電器的外觀展示與輸出能力測試,以下就進行拆解,一起看看內部的方案和用料。

首先撕下裝飾墊,旋下固定螺絲,打開輸入端外殼。

連接導線與電源插座焊點打膠絕緣。

充電器內部PCBA模組整體打膠灌封填充,提升耐候性與散熱效能,提升長時間高功率運轉的穩定性。

拆下卡扣固定的輸出端面板,內部隱藏一顆固定螺絲。

從殼體取出PCBA模組,散熱片與PCBA模組之間設有絕緣麥拉片。

充電器PCBA模組整體包覆鋁合金散熱片,散熱片與PCB以焊接固定。

PCBA模組背面也設有鋁合金散熱片。

散熱片側邊接縫使用銅箔膠帶粘貼固定。

充電器輸入端焊接安規X2電容和共模電感。

輸出端設有一塊小板,黃銅散熱片焊接固定到小板。

使用遊標卡尺測得PCBA模組長度約143mm。

PCBA模組寬度約110.3mm。

PCBA模組厚度約51mm。

拆解取下PCBA模組外側的散熱片。

散熱片內部設有麥拉片絕緣。

PCBA模組整體透過灌封膠填滿。

清理掉填充的導熱膠,PCBA模組正面一覽,左上角為交流輸入端,設有保險絲,壓敏電阻,安規X2電容和共模電感,左下角設有NTC熱敏電阻。右側設有主動橋整流小板,在主動橋整流小板右側設有薄膜濾波電容,濾波電感,上方設有PFC升壓電感及高壓濾波電容。
右側設有兩路AHB變壓器,中間位置設有兩顆諧振電容和對應的開關管小板,右側設有同步整流管,濾波電容和濾波電感,最右側設有降壓電路小板用於USB-C接口輸出。

PCBA模組背面一覽,右上角設有八顆貼片Y電容,右側中間位置設有交錯PFC控制器,PFC開關管和PFC整流管。左側設有兩顆AHB控制器和對應的同步整流控制器,同步整流管,協議晶片和VBUS開關管。

焊接拆下輸出端黃銅散熱片,磁環電感打膠散熱。

焊接拆下主動橋整流小板,氮化鎵開關管小板和輸出降壓小板。透過對PCBA模組的觀察發現,綠色聯500W氮化鎵充電器採用主動橋取代傳統整流橋,採用交錯PFC電路,USB-C1介面採用AHB電路,由協定晶片控制,寬範圍電壓輸出。其餘介面也採用一路AHB電路,透過多顆降壓晶片實現快充輸出與功率自動分配。

PCBA模組側面一覽,設有保險絲,壓敏電阻,三級共模電感及兩級安規X2電容,右側還設有NTC熱敏電阻,右側後方設有有源橋整流小板。

保險絲和壓敏電阻外套熱縮管絕緣。

輸入端保險絲規格為10A 250V。

壓敏電阻來自南方宏明,型號ZVR14D561KJ,用於吸收過壓突波。

共模電感採用漆包線和絕緣線繞製。

安規X2電容來自京昊,規格為1μF。

共模電感採用漆包線繞製,底部設有電木板絕緣。

第二顆安規X2電容規格為0.47μF。

共模電感採用漆包線繞製,底部設有電木板絕緣。

熱敏電阻來自時恆電子,為MF72系列,規格為3D13,用於抑制上電的突波電流。

熱敏電阻旁設有兩顆溫度開關,工作後升溫短接熱敏電阻,降低損耗。

主動式橋整流小板正面設有主動式橋式整流控制器,四顆MOS管和四顆二極體。

小板背面焊接銅塊增加散熱面積。

主動式橋式整流器控制器來自恩智浦,型號TEA2208T,內部整合式驅動器,能夠驅動四個MOS管,消除傳統整流二極體正向壓降的損耗。晶片整合X電容放電和自供電功能,採用SO14封裝。

配合使用的MOS管來自平偉,型號PWE050N65SFTK,採用TOLL-2L封裝。

側面設有薄膜濾波電容,濾波電感,PFC升壓電感和開關變壓器。

另一側同樣設有PFC升壓電感和開關變壓器。

兩顆膜濾波電容規格為1μF450V。

磁環濾波電感特寫。

PFC控制器來自恩智浦,型號TEA2376DT,是一顆數位可配置交錯式PFC控制器,晶片採用DCM或QR模式,支援切相和突發模式運作功能,具備高PF和低THD特性,採用SO14封裝。

PFC開關管來自英諾賽科,絲網印刷65TA080,型號INN650TA080BS,為耐壓650V的增強型氮化鎵開關管,瞬態耐壓800V,導阻80mΩ,具備開爾文源極,符合AEC-Q101認證,採用TOLL封裝。
英諾賽科氮化鎵開關管為增強型常關元件,具有極低的閘極電荷和輸出電荷,內建ESD保護,符合RoHS、無鉛、歐盟REACH法規。適用於圖騰柱PFC,快充電源,高功率密度以及高能效開關電源應用。

英諾賽科INN650TA080BS 資料資訊。
充電頭網透過拆解了解到,英諾賽科氮化鎵晶片目前已被三星,OPPO,VIVO,聯想,雅迪,LG,華碩,安克,努比亞,倍思,綠聯,閃極等多家知名品牌和廠商所採用,出貨量突破14億顆。

搭配使用的碳化矽二極體來自森國科,型號KS10065N,規格為650V 10A,採用PDFN8*8封裝。

另一路氮化鎵開關管同樣採用英諾賽科INN650TA080BS。

另一路碳化矽二極體同樣採用森國科KS10065N。

兩顆22mΩ電阻並聯,用於偵測PFC開關管電流。

PFC升壓電感採用PQ32磁芯繞製。

另一顆PFC升壓電感相同。

高壓濾波電容來自艾華,為WH系列105℃工作溫度電解電容。

電容規格為420V180μF。

另一顆濾波電容規格相同。

AHB控制器來自立錡科技,型號RT7795,晶片內建625V高壓啟動元件,輸出功率可達300W,支援5-48V輸出電壓,內建X電容放電,採用連續諧振工作模式。RT7795支援130KHz、180KHz、240KHz和300KHz工作頻率。晶片內部整合高側驅動器,能夠直接驅動GaN或MOS,採用WQFN-24L封裝。

另一路AHB控制器型號相同。

為主控晶片供電的穩壓晶片來自立錡科技,絲印4X=,型號RT9072B,支援80V輸入電壓和60V輸出電壓,輸出電流為20mA,採用SOT23-5封裝。

為主控晶片供電的濾波電容規格為22μF100V。

另一顆濾波電容規格為47μF50V。

AHB半橋的氮化鎵開關管焊接在垂直小板上,共四顆開關管對應兩路輸出。

小板背面沒有元件。

氮化鎵開關管來自英諾賽科,絲印70D140C,型號INN700D140C,為耐壓700V的增強型氮化鎵開關管,瞬態耐壓800V,導阻140mΩ,具備開爾文源極,採用DFN8*8封裝。
英諾賽科氮化鎵開關管具有極低的閘極電荷和輸出電荷,符合JEDEC標準的工業應用要求,內建ESD保護,符合RoHS、無鉛、歐盟REACH法規。適用於圖騰柱PFC,快充電源,高功率密度以及高能效開關電源應用。

英諾賽科INN700D140C 資料資訊。

用於PD3.1單路輸出的諧振電容規格為0.68μF450V。

用於PD3.0多路輸出的諧振電容規格為0.33μF450V,兩顆諧振電容均來自廈門法拉。

變壓器磁芯黏貼熱敏電阻檢測溫度。

另一顆變壓器同樣黏貼熱敏電阻。

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。料號為TAY2471ME。

兩顆貼片Y電容料號相同。

交流輸入端設有八顆貼片Y電容,產品料號相同。

在PCB正面也設有四顆料號相同的特銳祥貼片Y電容。

億光EL1018光耦用於PD3.1單路輸出電壓回授。

另一顆光耦用於PD3.0多路輸出電壓回授。

同步整流控制器來自立錡科技,型號RT7220E,是一款用於非對稱半橋架構的同步整流控制器,支援CRM、CSM和BM工作模式,晶片支援5-48V寬輸出電壓範圍,並支援雙脈衝模式最佳化效率,採用SOP-8封裝。

同步整流管來自英飛凌,絲網印刷074N15N,型號BSC074N15NS5,NMOS,耐壓150V,導阻7.4mΩ,採用TSON-8-3封裝。

輸出濾波電容來自柏瑞凱,為RT系列高漣波電流固態電容,規格為220μF63V,三顆並聯。

輸出濾波電感採用漆包線繞製。

協定晶片採用立錡科技RT7209,晶片內部整合回授補償電路和5V穩壓器,支援3-55V輸出電壓範圍,適用於PD3.1 SPR和EPR 48V應用。晶片支援PD3.0/PD3.1SRP和EPR,支援UFCS和私有快充協議,具備自適應輸出過壓和欠壓保護,支援多種可編程的保護功能,採用WQFN-28L封裝。

輸出VBUS開關管來自平偉,型號PW029N06ESL,NMOS,耐壓60V,導阻2.23mΩ,採用DFN5*6封裝。

另一路同步整流控制器同樣採用立錡科技RT7220E。

同步整流管絲網印刷PW4210,採用三顆並聯。

輸出濾波電容規格為1000μF25V,三顆並聯。

輸出濾波電感採用漆包線繞製。

輸出端降壓小板特寫,上方焊接濾波電容,降壓電感,中間設有USB-C,USB-A母座,同步降壓開關管及濾波電容。

降壓小板背面焊接四路USB-C口降壓協議晶片和對應的VBUS開關管,以及一路對應USB-A口的降壓晶片。 USB-C和USB-A母座均為過孔焊接固定,牢固耐用。

USB-C2降壓協定晶片來自智融,型號SW3561,這是一顆支援雙USB-C口輸出的降壓SoC晶片,晶片內部整合高效率同步降壓控制器,支援20V5A功率輸出,並支援USB PD3.1 SPR。晶片內部整合ARM Cortex-M0內核,整合Type-C邏輯,支援PD3.1/QC/SCP/UFCS融合快充等快充協議,支援快充協議客製化。
智融SW3561支援雙USB-C口通路控制,支援線損補償,搭配兩顆同步降壓開關管和對應介面的VBUS開關管即可實現雙口降壓輸出。晶片內建的降壓轉換器預設工作頻率為180KHz,支援客製化工作頻率,支援100W功率輸出,滿足小體積設計。晶片整合過熱保護,輸入輸出過電壓/欠壓保護,輸出過流保護以及資料引腳過壓保護等完善的保護機制,採用QFN32封裝。

智融科技SW3561 資料資訊。

充電器USB-C3,C4,C5介面使用智融SW3536晶片降壓輸出。 SW3536是一款高整合度的多快充協定雙口充電晶片,支援USB-A+USB-C雙口快充輸出,支援雙口獨立限流。內部整合了7A高效率同步降壓變換器,支援PPS/PD/QC/AFC/FCP/SCP/PE/SFCP/TFCP等多種快充協議,最大支援140W輸出功率。

SW3536整合CC/CV模式,雙口管理邏輯以及雙晶片動態功率分配,外圍元件精簡,是一顆完整的高性能多快充協議雙口充電解決方案。 SW3536支援36V輸入電壓,滿足12-24V輸入車充應用,適用於快充適配器,插排以及車充應用。

USB-C4介面使用智融SW3536降壓協定晶片。

USB-C5介面使用智融SW3536降壓協定晶片。

輸入濾波電容來自柏瑞凱,為RN系列小尺寸固態電容,規格為220μF25V。

對應四個USB-C介面所使用的同步降壓開關管來自智融科技,型號SWT40N45,耐壓45V,導阻6.8mΩ,採用PDFN3030封裝。

四顆磁環電感對應四路USB-C接口,外套熱縮管絕緣。

輸出濾波電容來自柏瑞凱,規格為220μF25V。

VBUS開關管也採用智融科技SWT40N45。

用於USB-A介面的降壓晶片使用智融科技SW3526,晶片內部整合3.5A高效率同步整流降壓轉換器,支援PPS、PD、QC、AFC、FCP、SCP、PE、SFCP、低壓直充等充電協議,支援CC/CV模式,外部僅需充電式的裝置,即可組成完整解決方案。
得益於晶片的高整合度,SW3526將傳統降壓方案中協定晶片,同步降壓控制器和降壓MOS管全部濃縮整合在一個封裝內部,極大的簡化了多口快充的電路設計。

智融SW3526 詳細規格資料。

輸入濾波電容規格為220μF25V。

降壓電感外套熱縮管絕緣。

輸出濾波電容規格為220μF25V。

穩壓晶片來自微盟,型號ME6203A50,支援30V輸入電壓,輸出電壓為5V,輸出電流為100mA,採用SOT-89封裝。

用於偵測充電器角度的感應器特寫。

全部拆解一覽,來張全家福。
充電頭網拆解總結
最後附上綠聯500W氮化鎵充電器的核心元件清單,方便大家查閱。
綠色聯這款氮化鎵充電器具備500W總輸出功率,USB-C1介面支援PD3.1 240W快充輸出,剩餘快充介面支援100W快充,為業界首款滿血版PD3.1充電器產品,能夠同時為5台筆記型電腦快充,滿足快節奏下多設備滿血版PD3.1充電器產品,能夠同時為5台筆記型電腦快充,滿足快節奏下多設備滿血版PD
充電頭網透過拆解了解到,綠色聯500W氮化鎵充電器採用主動橋式整流,使用恩智浦TEA2208T控制器搭配平偉整流管,消除傳統整流橋帶來的損耗。交錯PFC使用恩智浦TEA2376DT控制器搭配英諾賽科INN650TA080BS氮化鎵開關管和森國科KS10065N碳化矽二極體。
兩路AHB電路使用立錡科技RT7795控制器,搭配使用RT7220E同步整流控制器。其中一路為240W PD3.1輸出,使用英飛凌BSC074N15NS5同步整流管,協議晶片採用RT7209。另一路為多路降壓輸出,使用智融科技SW3561搭配SW3536用於USB-C介面輸出,USB-A介面採用SW3526同步降壓晶片。
綠色聯500W氮化鎵充電器內部採用多塊PCB組合焊接,提升空間利用率,減少體積。 PCBA模組採用導熱膠灌封,提升散熱性能及耐候性。對應發熱元件採用小板垂直焊接,降壓電感設有散熱片,並打膠導熱。充電器內部還設有多個NTC溫度感測器,用於過熱檢測,並具備完善的保護功能,全方位確保用電安全。
▶酷態科 TA3005U 30號Ultra 300W 桌面充電器
