兼容UFCS、PPS快充，睿元100W智能屏顯氮化鎵充電器拆解

前言

隨著快充技術(shù)的不斷成熟，充電器早已突破了“插上就充”的單一功能定位，集成智能交互屏顯的高端快充產(chǎn)品逐漸成為當(dāng)下市場(chǎng)的新熱點(diǎn)。為此，睿元實(shí)業(yè)近期推出了一款100W智能屏顯氮化鎵充電器。

產(chǎn)品采用智融全套電源方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，配置2C1A接口，兩個(gè)USB-C口均支持100W輸出，USB-A口支持30W快充。此外兼容UFCS、SCP、PPS等多種快充協(xié)議，可同時(shí)滿足筆記本電腦、平板、手機(jī)等多設(shè)備的充電需求。

此外，產(chǎn)品同樣也加入了一塊智能數(shù)顯屏，可實(shí)時(shí)顯示總輸出功率、各接口輸出功率以及充電時(shí)長(zhǎng)，用戶只需輕觸機(jī)身上的觸控鍵，即可在各功能界面間順序切換。屏幕還支持角度調(diào)整，查看更加方便。下面我們就一起來看看充電器的具體設(shè)計(jì)。

睿元100W智能屏顯氮化鎵充電器外觀

睿元100W智能屏顯氮化鎵充電器機(jī)身通體黑色，腰身啞光工藝處理，頂面則采用亮面板裝飾，整體質(zhì)感不錯(cuò)。

機(jī)身正面右下角印有100W GaN FAST QUICK CHARGER。

一側(cè)設(shè)有觸控鍵，并且觸控區(qū)域印有指紋標(biāo)識(shí)提示。

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)：RY-U101B-ACC

輸入：100-240V~50/60Hz 2A

輸出：

TYPE-C1/C2：5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A（Max：100W）

USB-A：5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A（Max 30W）

總輸出：

TYPE-C1+TYPE-C2：65W+35W

TYPE-C1+USB-A：65W+30W

TYPE-C2+USB-A：5V3A

TYPE-C1+(TYPE-C2+USB-A)：65W+15W

產(chǎn)品通過了CCC認(rèn)證。

充電器配備可折疊國(guó)標(biāo)插腳。

頂部配備2C1A接口以及數(shù)顯屏。

數(shù)顯屏可實(shí)時(shí)顯示總輸出功率、各接口輸出功率以及充電時(shí)長(zhǎng)。

通過操控觸控鍵可使數(shù)顯屏在各功能界面間順序切換。

充電時(shí)長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)界面一覽。

此外數(shù)顯屏還支持角度調(diào)整，以更好滿足用戶查看需求。

測(cè)得充電器機(jī)身長(zhǎng)度為60.2mm。

厚度為59.43mm。

厚度為31.37mm。

和蘋果96W充電器放在一起對(duì)比，體積優(yōu)勢(shì)明顯。

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163g。

使用ChargerLAB POWER-Z KM003C測(cè)得USB-C1口支持UFCS、QC3.0/5、FCP、SCP、AFC、PD3.0、PPS、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充電協(xié)議。

PDO報(bào)文顯示USB-C1口還具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五組固定電壓檔位，以及5-20V5A一組PPS電壓檔位。

測(cè)得UFCS融合快充具備5.5-11V3A電壓檔位。

測(cè)得USB-C2口支持QC3+/5、FCP、SCP、AFC、PD3.0、PPS、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充電協(xié)議。

PDO報(bào)文顯示USB-C2口同樣具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五組固定電壓檔位，以及5-21V5A一組PPS電壓檔位。

測(cè)得USB-A口支持QC3+、FCP、SCP、AFC、SFCP、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充電協(xié)議。

睿元100W智能屏顯氮化鎵充電器拆解

將輸入端外殼拆開，插腳與PCBA模塊為接觸式通電設(shè)計(jì)，并使用螺絲以及透明塑料板進(jìn)行固定。

取出PCBA模塊，測(cè)得模塊長(zhǎng)度為55.88mm。

寬度為53.4mm。

厚度為26.23mm。

PCBA模塊正面器件間的縫隙填充白膠加固，同時(shí)頂部覆蓋藍(lán)色導(dǎo)熱墊。

底部同樣覆蓋藍(lán)色導(dǎo)熱墊，同時(shí)PCB板在初次級(jí)間鏤空并塞入麥拉片進(jìn)行隔離絕緣。

將白膠以及導(dǎo)熱墊清理掉，主板正面器件布局緊湊，輸出端采用雙小板設(shè)計(jì)，夾層間還設(shè)有導(dǎo)熱墊。

背面設(shè)有整流橋、開關(guān)電源主控芯片、初級(jí)開關(guān)管、光耦、貼片Y電容以及同步整流管。

PCBA模塊一側(cè)焊接輸入小板以及高壓濾波電解電容。

前端一覽，輸入小板與變壓器間的區(qū)域設(shè)有整流橋、高壓濾波電解電容以及濾波電感。

將小板拆下，正面設(shè)有保險(xiǎn)絲、NTC熱敏電阻、共模電感以及安規(guī)X2電容。

保險(xiǎn)絲來自誠潤(rùn)，規(guī)格為3.15A 250V。

兩顆NTC熱敏電阻來自至敏電子，型號(hào)HNP1R5D9，用于抑制上電的浪涌電流。

共模電感用于濾除EMI干擾。

安規(guī)X2電容容量0.22μF。

整流橋來自深圳市沃爾德實(shí)業(yè)有限公司，型號(hào)WRLSB80M，這顆軟橋通過較軟的恢復(fù)曲線，比較平滑的關(guān)斷特性，可以降低二極管結(jié)電容達(dá)到非常少的諧波振蕩產(chǎn)生的效果。選用的LSB封裝，擁有良好的散熱特性，幫助中大瓦數(shù)適配器提升可靠性，單顆可做60W+。

沃爾德 WRLSB80M 資料信息。

主板背面還設(shè)有另一顆沃爾德WRLSB80M整流橋。

三顆高壓濾波電解電容來自ChuangHui創(chuàng)慧電子，規(guī)格均為400V47μF。

濾波電感外套熱縮管絕緣保護(hù)。

另一側(cè)設(shè)有主控芯片供電電容、變壓器以及輸出濾波固態(tài)電容。

主控芯片供電電容規(guī)格為100V10μF。

初級(jí)主控芯片來自智融科技，型號(hào)為SW1106P，是一顆支持增強(qiáng)型氮化鎵開關(guān)管直驅(qū)的高頻反激準(zhǔn)諧振控制器，芯片內(nèi)部集成700V高壓?jiǎn)?dòng)電路和X電容放電功能。芯片內(nèi)部集成氮化鎵驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)電壓為6V，可直接驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)型氮化鎵開關(guān)管。

SW1106P運(yùn)行在帶谷底鎖定的谷底開啟工作模式，并集成頻率抖動(dòng)功能以優(yōu)化EMI性能，支持突發(fā)模式。供電采用雙VDD供電設(shè)計(jì)，在輸出電壓USB PD寬輸出場(chǎng)合降低控制器的功率損耗。

SW1106P內(nèi)部集成輸入電壓保護(hù)，供電過壓保護(hù)，輸出過壓保護(hù)，逐周期電流限制，過載保護(hù)，輸出過流保護(hù)，電流取樣電阻開路和短路保護(hù)，芯片內(nèi)置過熱保護(hù)，支持外接熱敏電阻進(jìn)行器件過熱保護(hù)，保護(hù)功能全面。

智融科技SW1106P采用SSOP10封裝，支持氮化鎵快充，充電器以及開關(guān)電源應(yīng)用，這顆初級(jí)控制器的推出，一方面實(shí)現(xiàn)了氮化鎵控制器的國(guó)產(chǎn)化替代，另外一方面也豐富了智融在快充電源的產(chǎn)品線。

智融科技SW1106榮獲中國(guó) IC設(shè)計(jì)成就獎(jiǎng)之年度最佳電源管理 IC，目前已大量產(chǎn)出貨，并獲得倍思65W氮化鎵充電器、沃爾瑪onn. 72W 3C1A多口氮化鎵充電器、鉅海100W 2A2C氮化鎵充電器、瑞吉達(dá)100W 2C1A氮化鎵充電器、喜微100W氮化鎵充電器等產(chǎn)品采用。

氮化鎵開關(guān)管采用英諾賽科INN650D260A，額定耐壓為650V，導(dǎo)阻260mΩ，符合JEDEC標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)應(yīng)用要求，支持ESD保護(hù)，支持開爾文源極。最高工作溫度150℃。

INN650D260A支持超高開關(guān)頻率，無反向恢復(fù)電荷，具有極低的柵極電荷和輸出電荷符合RoHS、無鉛、歐盟REACH法規(guī)，采用DFN8*8封裝。

英諾賽科 INN650D260A 資料信息。

充電頭網(wǎng)通過拆解了解到，英諾賽科氮化鎵芯片目前已被三星，OPPO，VIVO，聯(lián)想，雅迪，LG，華碩，安克，努比亞，倍思，綠聯(lián)，閃極等多家知名品牌和廠商所采用，出貨量突破20億顆。

變壓器特寫。

OR 1008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)用于氮化鎵快充這類高密度電源產(chǎn)品中。料號(hào)為TMY1102M。

另一顆特銳祥TMY1102M貼片Y電容特寫。

同步整流控制器采用智融科技SW1608，這是一款針對(duì)離線式反激變換器的副邊同步整流管(MOSFET)驅(qū)動(dòng)的高性能控制器，采用SOT23-6封裝，其支持6V或者9V VCC供電，并且VCC具有自供電功能，無需輔助繞組供電并支持寬輸出電壓范圍， 配合MOSFET使用替代肖特基整流二極管，可以顯著提高系統(tǒng)效率。

SW1608支持600KHz工作頻率，并支持 High Side/Low Side 多種應(yīng)用場(chǎng)景，支持 CCM/QR/DCM 多種工作模式。此外其內(nèi)部集成智能導(dǎo)通檢測(cè)功能，可以有效防止 DCM 振鈴引起的誤導(dǎo)通；芯片還具有超低關(guān)斷傳輸延遲時(shí)間和強(qiáng)下拉電流能力，可以顯著降低整流管的電壓應(yīng)力。

充電頭網(wǎng)拆解了解到，智融科技SW1608同步整流控制器此前還被Aohi 65W模塊化氮化鎵充電器、綠聯(lián)65W 2C1A拉拉線氮化鎵充電器、倍思65W 2C1A氮化鎵充電器、安克Nano 70W氮化鎵充電器、眾顯100W 2C1A氮化鎵充電器等產(chǎn)品采用。

同步整流管來自ETERNAL宜源，型號(hào)ET6A80T，NMOS管，耐壓100V，導(dǎo)阻4.8mΩ，采用PDFN5*6-8L封裝。

兩顆輸出濾波固態(tài)電容來自云睿，規(guī)格均為25V470μF。

輸出端采用雙小板設(shè)計(jì)，數(shù)顯屏通過排線連接到其中一塊小板上，2C1A接口則焊接在另一塊板子上。

將數(shù)顯屏分離，可以看到雙小板之間通過排針焊接連接。

USB接口所在小板正面設(shè)有降壓協(xié)議芯片、同步降壓開關(guān)管、VBUS開關(guān)管以及濾波固態(tài)電容。

背面同樣設(shè)有降壓協(xié)議芯片、同步降壓開關(guān)管、VBUS開關(guān)管、降壓電感以及濾波固態(tài)電容，電容還做了絕緣處理。

另一塊小板正面設(shè)有MCU、存儲(chǔ)器以及同步降壓轉(zhuǎn)換器。

背面設(shè)有觸摸檢測(cè)芯片。

USB-C1接口降壓協(xié)議芯片采用智融科技SW3566H，這是一款高集成度的多快充協(xié)議雙口充電SOC芯片，支持USB-C和USB-A接口充電，并支持雙口獨(dú)立限流。芯片內(nèi)部集成了高效率同步降壓轉(zhuǎn)換器，支持20V7A和28V5A輸出，支持PD3.1/QC/SCP/UFCS等快充協(xié)議，支持快充協(xié)議定制，最大支持140W輸出功率。

SW3566H集成了CC/CV模式，雙口管理邏輯和母線電壓檢測(cè)，搭配對(duì)應(yīng)的降壓開關(guān)管和VBUS開關(guān)管即可實(shí)現(xiàn)雙口降壓輸出。芯片內(nèi)置的降壓轉(zhuǎn)換器工作頻率為180KHz，支持PWM和PFM工作模式。輸出電流，線損補(bǔ)償?shù)缺Ｗo(hù)閾值均可通過I2C接口進(jìn)行設(shè)定，內(nèi)置的ADC可實(shí)現(xiàn)輸入輸出電壓，輸出電流，芯片溫度等9個(gè)通道的數(shù)據(jù)采樣，支持外接MCU進(jìn)行參數(shù)顯示。

SW3566H支持36V輸入電壓，最高輸出電流7A，芯片內(nèi)置軟啟動(dòng)，輸入過壓/欠壓保護(hù)，輸出過壓/欠壓保護(hù)，輸出過流/短路保護(hù)，DP/DM/CC過壓保護(hù)，芯片過熱保護(hù)和外接NTC熱敏電阻保護(hù)，以及限功率保護(hù)。芯片采用QFN4*4-32封裝。

充電頭網(wǎng)拆解了解到，智融科技SW3566H此前還被安克65W 2C1A氮化鎵充電器、公牛240W 3C1A氮化鎵桌面充電器、綠聯(lián)300W 4C1A五口PD氮化鎵快充充電器、拓瑪140W 3C1A氮化鎵充電器、古石188W多口桌面充電器等產(chǎn)品采用，芯片性能質(zhì)量獲客戶一致認(rèn)可。

同步降壓開關(guān)管來自宜源，型號(hào)為ET6302，NMOS管，耐壓30V，導(dǎo)阻5mΩ，采用PDFN3.3*3.3封裝。

搭配的4.7μH降壓電感特寫。

二次降壓輸出濾波固態(tài)電容也是來自云睿，規(guī)格為25V330μF。

USB-C1口的輸出VBUS開關(guān)管也是采用宜源ET6302。

另外1A1C接口降壓輸出采用智融科技SW3556，這款芯片支持雙USB-C接口降壓控制，內(nèi)部集成多種快充協(xié)議，支持7A大電流輸出，并支持雙口功率盲插和獨(dú)立限流。SW3556支持驅(qū)動(dòng)低壓氮化鎵開關(guān)管，可進(jìn)一步提升降壓電路效率，減小充電器的體積與散熱要求。

智融科技SW3556為同步整流降壓拓?fù)洌С?0V輸入，內(nèi)置同步整流降壓控制器，搭配使用硅MOS或氮化鎵開關(guān)管、電感電容等簡(jiǎn)單的外圍器件，即可實(shí)現(xiàn)140W大功率輸出。內(nèi)置的降壓控制器開關(guān)頻率為125KHz，支持PFM/PWM模式運(yùn)行以優(yōu)化轉(zhuǎn)換效率。

此外，智融科技SW3556支持引腳外接電阻來配置輸出功率以及動(dòng)態(tài)功率分配，在開發(fā)多口快充電源產(chǎn)品時(shí)無需外置單片機(jī)，以此實(shí)現(xiàn)更精簡(jiǎn)的外圍并降低成本。適用于車載充電器、多口充電器、插排等產(chǎn)品領(lǐng)域。

充電頭網(wǎng)拆解了解到，智融科技SW3556此前還被貝爾金112W四口氮化鎵充電器、異澤140W四口氮化鎵充電器、努比亞氘鋒140W氮化鎵充電器、閃極67W三口氮化鎵麥金塔充電器、倍思65W超薄氮化鎵充電器等產(chǎn)品采用。

搭配的兩顆同步降壓開關(guān)管也是宜源ET6302。

搭配的降壓電感外套熱縮管絕緣保護(hù)，同時(shí)底部還設(shè)有電木板。

二次降壓輸出濾波固態(tài)電容也是來自云睿，規(guī)格為25V100μF。

USB-C2口的輸出VBUS開關(guān)管也是采用宜源ET6302。

USB-A口的輸出VBUS開關(guān)管也是采用宜源ET6302。

用于降壓為MCU和屏幕供電的同步降壓轉(zhuǎn)換器來自TOLL拓爾微，絲印TY1H，實(shí)際型號(hào)為TMI3341，這是一款高效1.5MHz同步降壓轉(zhuǎn)換器，可提供高達(dá)1.2A的輸出電流。

TMI3341集成高低側(cè)MOSFET，低導(dǎo)通電阻降低傳導(dǎo)損耗。輕載下采用PFM模式提升效率，1.5MHz開關(guān)頻率支持小尺寸電感電容，外圍元件少，采用SOT23-6封裝。

MCU特寫，絲印NADQ7F3B。

存儲(chǔ)器來自Zbit恒爍，型號(hào)ZB25VQ32D，這是一款32 Mbit的SPI NOR Flash，持標(biāo)準(zhǔn)SPI接口以及單/雙/四 I/O串行協(xié)議。

用于檢測(cè)觸摸操作的芯片來自Ronghe融和微，型號(hào)RH6016C，這是一顆內(nèi)置穩(wěn)壓模塊的單通道電容觸摸感應(yīng)芯片，內(nèi)置高精度穩(wěn)壓，上電復(fù)位和低壓復(fù)位，硬件去抖動(dòng)等抗干擾措施。

觸控彈簧特寫。

數(shù)顯屏邊緣貼有泡棉緩沖保護(hù)。

全部拆解一覽，來張全家福。

充電頭網(wǎng)拆解總結(jié)

最后附上睿元100W智能屏顯氮化鎵充電器的核心器件清單，方便大家查閱。

睿元100W智能屏顯氮化鎵充電器采用黑色啞光機(jī)身搭配亮面頂板設(shè)計(jì)，整體質(zhì)感不錯(cuò)。產(chǎn)品最大的亮點(diǎn)在于搭載了一塊智能數(shù)顯屏，并采用觸控操作，使用簡(jiǎn)單且查看方便，滿足當(dāng)下市場(chǎng)需求。

充電頭網(wǎng)通過拆解發(fā)現(xiàn)，充電器基于智融科技SW1106P+SW1608高性能開關(guān)電源方案設(shè)計(jì)，并采用了英諾賽科INN650D260A氮化鎵開關(guān)管。輸出使用智融科技SW3566H、SW3556兩顆高集成SOC控制三口輸出。

屏幕控制小板搭載MCU、存儲(chǔ)器及融和微RH6016C觸摸檢測(cè)芯片，并由拓爾微TMI3341同步降壓轉(zhuǎn)換器為屏幕和MCU供電。整體而言，產(chǎn)品在保持睿元一貫扎實(shí)用料的基礎(chǔ)上，積極擁抱市場(chǎng)前沿?zé)狳c(diǎn)，讓廣大消費(fèi)者擁有更多的選擇機(jī)會(huì)。