內(nèi)置英嘉通IGC360R075X1P碳化硅器件，TOPADRE 45W雙口充電器拆解

前言

碳化硅作為第三代半導(dǎo)體材料的核心代表之一，憑借其高耐壓、低導(dǎo)通損耗、優(yōu)異的熱導(dǎo)率以及高頻開關(guān)特性，在電力電子領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。

隨著茂睿芯、必易微、英集芯、杰華特和智融科技等廠商陸續(xù)推出支持碳化硅直驅(qū)的電源主控芯片，碳化硅器件在快充領(lǐng)域的應(yīng)用門檻被大幅降低。碳化硅快充產(chǎn)品逐漸從百瓦級(jí)大功率向30W、45W和65W等主流功率段滲透，應(yīng)用場(chǎng)景不斷拓展。

充電頭網(wǎng)近期又拿到了TOPADRE一款45W碳化硅充電器，其搭載了英嘉通IGC360R075X1P高性能碳化硅功率MOSFET，下面我們來看看產(chǎn)品的具體設(shè)計(jì)。

TOPADRE 45W碳化硅充電器外觀

TOPADRE 45W碳化硅充電器為直板造型加白色塑料外殼的經(jīng)典外觀設(shè)計(jì)，機(jī)身表面啞光處理，兩側(cè)過渡圓潤(rùn)，整體做得也比較小巧。

機(jī)身正面印有TOPADRE品牌。

輸入端外殼上印有充電器參數(shù)信息。

產(chǎn)品參數(shù)特寫

型號(hào)：RCE-4503ACLUS

輸入：110-240V~50/60Hz 1A

輸出功率：45W Max

USB-C：5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V2.25A

USB-A：5V3A、9V2A、10V2A、12V1.5A

USB-C+USB-A：Max 25W（5V2.4A、9V2.22A、12V2.08A）+Max 18W（5V2.4A、9V2A、12V1.5A）

制造商：深圳市瑞吉達(dá)科技有限公司

產(chǎn)品通過了FCC認(rèn)證。

充電器配備固定式美規(guī)插腳。

另一端設(shè)有1A1C雙USB接口。

實(shí)測(cè)充電器機(jī)身長(zhǎng)度為44.52mm。

寬度為39.03mm。

厚度為33.55mm。

和蘋果40W動(dòng)態(tài)快充充電器放在一起對(duì)比，TOPADRE這款更加細(xì)長(zhǎng)一點(diǎn)。

充電器拿在手上的大小直觀感受。

另外測(cè)得充電器重量約為89g。

測(cè)得充電器USB-C口支持QC3.0/4+、AFC、PD3.0、PPS、DCP、Apple 2.4A充電協(xié)議。

PDO報(bào)文顯示還具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V2.25A五組固定電壓檔位，以及5-11V4.5A一組PPS電壓檔位。

測(cè)得USB-A口支持QC3+、FCP、SCP、DCP、Apple 2.4A充電協(xié)議。

TOPADRE 45W碳化硅充電器拆解

將充電器機(jī)身頂部外殼切割開。

進(jìn)一步切割外殼取出PCBA模塊，充電器輸入端為接觸通電設(shè)計(jì)。

實(shí)測(cè)充電器內(nèi)部模塊長(zhǎng)度為40.64mm。

寬度為34.21mm。

厚度為28.61mm。

PCBA模塊灌膠成一個(gè)整體用于提升散熱性和耐候性，同時(shí)也可以提升內(nèi)部穩(wěn)定性。

將導(dǎo)熱膠清理掉，PCBA模塊初次級(jí)間還設(shè)有麥拉片進(jìn)行隔離。

將導(dǎo)熱膠以及麥拉片全部清理掉，可以看到PCBA模塊由三塊小板堆疊設(shè)計(jì)，主板正面除焊接另外兩塊小板外，還設(shè)有高壓濾波電解電容、主控芯片供電電容、變壓器等器件。

主板背面設(shè)有初級(jí)控制器、初級(jí)開關(guān)管、光耦、貼片Y電容以及同步整流芯片。

模塊一側(cè)焊接輸入小板，板子背面無器件。

將小板拆下，正面設(shè)有貼片保險(xiǎn)絲、共模電感、安規(guī)X2電容、整流橋以及差模電感。

貼片保險(xiǎn)絲額定電流3.15A。

共模電感特寫，用于濾除EMI干擾。

安規(guī)X2電容來自東莞成希電子，容量0.22μF。

整流橋來自MiraclePower美祿科技，型號(hào)FMSB810。

差模電感特寫。

模塊前端一覽，主板上還設(shè)有高壓濾波電解電容、主控芯片供電電容以及變壓器。

另一顆差模電感特寫。

兩顆高壓濾波電解電容規(guī)格均為400V33μF。

主控芯片來自智融科技，型號(hào)SW1192H，這是一款為離線式反激電源與充電器量身設(shè)計(jì)的高頻準(zhǔn)諧振電流模式PWM控制器，內(nèi)置DRV驅(qū)動(dòng)級(jí)，能直接驅(qū)動(dòng)SiC MOS管，最大輸出上拉/下拉電流能力分別達(dá)約100mA/500mA，可簡(jiǎn)化外部驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)并支持瞬態(tài)功率需求。

SW1192H支持12–90V超寬范圍VDD供電，并內(nèi)建軟啟動(dòng)、頻率抖動(dòng)以及谷底導(dǎo)通/谷底鎖定等準(zhǔn)諧振優(yōu)化策略，可有效降低開關(guān)損耗并改善EMI性能，從而在高頻工作下仍能保持較高能效與良好電磁兼容表現(xiàn)。

SW1192H支持QR/DCM/BURST多模式工作，并在輕載條件下自動(dòng)進(jìn)入降頻或突發(fā)模式以降低待機(jī)功耗；其智能谷底鎖定能把MOS管導(dǎo)通時(shí)刻盡量靠近諧振谷底，從根本上減少開關(guān)損耗，適合要求高功率密度與低損耗的USB PD與GaN方案。

SW1192H集成了包括brown-out、VDD過壓、輸出過/欠壓、逐周期電流限制、異常過流、過載、CS開路、片內(nèi)/片外過溫等完整的保護(hù)機(jī)制。采用SOT23-6封裝。

初級(jí)開關(guān)管來自INGACOM英嘉通，型號(hào)IGC360R075X1P，這是一款耐壓750V的高性能碳化硅功率MOSFET，專為滿足高壓、高效率的電力電子應(yīng)用而設(shè)計(jì)。

該器件在實(shí)現(xiàn)高阻斷電壓的同時(shí)保持了極低的導(dǎo)通電阻，可有效降低導(dǎo)通損耗；其低寄生電容特性支持超高速開關(guān)，能顯著提升系統(tǒng)的工作頻率和功率密度。

IGC360R075X1P具有正向溫度系數(shù)，易于并聯(lián)使用且驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單，同時(shí)具備強(qiáng)大的抗雪崩能力，確保在復(fù)雜工況下的可靠性與魯棒性。此外，產(chǎn)品符合無鹵素及RoHS標(biāo)準(zhǔn)，滿足全球環(huán)保法規(guī)要求。

主控芯片供電電容規(guī)格為100V10μF。

變壓器特寫。

OR 1009光耦特寫，用于輸出電壓反饋。

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(yīng)用于氮化鎵快充和服務(wù)器電源這類高密度電源產(chǎn)品中。料號(hào)為TMY1102M。

充電頭網(wǎng)了解到，特銳祥貼片Y電容除了被倍思高通QC5認(rèn)證100Ｗ氮化鎵快充、麥多多100W氮化鎵充電器、OPPO 65W超級(jí)閃充氮化鎵充電器、聯(lián)想90W氮化鎵快充、努比亞65W氮化鎵充電器、倍思120W氮化鎵+碳化硅PD快充充電器等數(shù)十款大功率充電器使用外，也可應(yīng)用于海陸通、第一衛(wèi)、貝爾金等品牌20W迷你快充上，性能獲得客戶一致認(rèn)可。

輸出端焊接固態(tài)電容以及小板。

將輸出端小板拆下，板子正面設(shè)有同步降壓轉(zhuǎn)換器、降壓電感、濾波固態(tài)電容以及VBUS開關(guān)管。

另一面設(shè)有兩顆協(xié)議芯片。

同步整流芯片來自HCWSEMI恒成微，型號(hào)MX7710D，這是一款快速關(guān)斷的高性能次級(jí)同步整流變換器，集成100V/7mΩ MOSFET，可以在高效反激式開關(guān)電源中替代傳統(tǒng)二極管整流器，降低整流器壓降，提升效率，減少系統(tǒng)損耗，簡(jiǎn)化系統(tǒng)的熱處理。

輸出濾波固態(tài)電容規(guī)格為25V680μF。

協(xié)議芯片采用慧能泰HUSB382，這是一顆支持USB-C和USB-A口的協(xié)議芯片，芯片內(nèi)部集成用于接口輸出控制的VBUS開關(guān)管，進(jìn)一步簡(jiǎn)化外圍元件。HUSB382支持5V，9V，12V FPDOS和兩個(gè)可編程的APDOS，HUSB382A支持5個(gè)FPDOS和兩個(gè)可編程的APDOS。

HUSB382支持Chip-Link技術(shù)，支持多芯片通信。芯片內(nèi)部集成過壓保護(hù)，欠壓保護(hù)，欠壓閉鎖，過電流保護(hù)，快速過電流保護(hù)，CC和DPDM引腳過電壓保護(hù)和熱關(guān)斷保護(hù)，芯片提供QFN4*4-32L封裝，適合于快充充電器和車充應(yīng)用。

另一顆協(xié)議芯片采用慧能泰HUSB363，其專為USB Type-C電源供應(yīng)端產(chǎn)品而設(shè)計(jì)，支持多個(gè) PDO，并可針對(duì)不同應(yīng)用（如 PPS PDO）對(duì)電壓和電流進(jìn)行編程。所有 PDO 均完全符合 USB PD 規(guī)范 Rev.3.2 Ver. 1.1。

HUSB363還實(shí)現(xiàn)了DPDM充電協(xié)議。其 D+和D-引腳可配置以支持QC2.0/3.0/3+、AFC、FCP、SCP、UFCS以及Divider 3模式，為傳統(tǒng)設(shè)備提供了出色的兼容性。

HUSB363集成了一個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器，用于控制從VIN到VBUS的功率路徑，從而保護(hù)連接到USB Type-C接口的設(shè)備。芯片提供QFN4x4-24L和QFN4x4-16L封裝。

同步降壓轉(zhuǎn)換器來自NDPSEMI芯潭微，型號(hào)NDP13401KC，這是一款高效、單片同步降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，采用恒定頻率的平均電流模式控制架構(gòu)。

該器件可提供高達(dá)4.0A的連續(xù)負(fù)載電流，并具備優(yōu)異的線路和負(fù)載調(diào)節(jié)性能。其輸入電壓工作范圍為4.6V至30V，可輸出3.3V至25V的可調(diào)電壓。采用SOP8封裝。

搭配的降壓電感特寫。

降壓輸出濾波固態(tài)電容規(guī)格為16V220μF。

VBUS開關(guān)管來自創(chuàng)芯微，型號(hào)CMT3050K，NMOS管，耐壓30V，導(dǎo)阻5.5mΩ，采用PDFN3.0*3.0封裝。

創(chuàng)芯微CMT3050K資料信息。

全部拆解一覽，來張全家福。

充電頭網(wǎng)拆解總結(jié)

最后附上TOPADRE 45W碳化硅充電器的核心器件清單，方便大家查閱。

TOPADRE 45W碳化硅充電器機(jī)身小巧便攜，1A1C雙接口配置能夠滿足手機(jī)、平板等主流設(shè)備的日常快充需求。USB-C口支持45W PD/PPS快充，USB-A口則兼容多種快充協(xié)議，在此基礎(chǔ)上，還支持25W+18W雙口同時(shí)快充策略，整體兼容性與實(shí)用性表現(xiàn)均衡。

充電頭網(wǎng)通過拆解發(fā)現(xiàn)，充電器內(nèi)部采用了高集成度的堆疊PCB設(shè)計(jì)，并輔以灌膠工藝提升散熱與可靠性。核心方案方面，其采用了智融科技SW1192H高頻準(zhǔn)諧振PWM控制器搭配英嘉通750V碳化硅MOSFET的初級(jí)架構(gòu)，次級(jí)側(cè)則由恒成微MX7710D同步整流芯片。

輸出使用慧能泰HUSB382/HUSB363雙協(xié)議芯片控制，并輔以芯潭微NDP13401KC同步降壓轉(zhuǎn)換器為雙口輸出提供獨(dú)立電壓轉(zhuǎn)。整套方案充分發(fā)揮了碳化硅器件耐壓高、開關(guān)損耗低的優(yōu)勢(shì)。

總體而言，TOPADRE這款45W充電器在碳化硅技術(shù)路線的探索上做出了積極嘗試，為中小功率快充市場(chǎng)提供了除氮化鎵之外的另一高性能選擇，對(duì)未來快充方案的多元化發(fā)展起到積極促進(jìn)作用。