哈曼InfinityLab是一家知名的數(shù)碼配件品牌，旗下產(chǎn)品包括移動電源，充電器，數(shù)據(jù)線，揚聲器。產(chǎn)品簡約時尚，并且易于操作，同時小巧并便于攜帶。產(chǎn)品采用再生塑料制成，同時采用無塑料包裝，對環(huán)境更友好。
InfinityLab旗下的便攜充電器采用氮化鎵器件，相比傳統(tǒng)硅器件，性能提升，體積顯著縮小。充電頭網(wǎng)拿到了InfinityLab一款100W 2C2A氮化鎵充電器，內(nèi)置了GaN Systems的氮化鎵開關(guān)管。
GaN Systems 公司于2008年在加拿大渥太華成立，該公司的產(chǎn)品在不同行業(yè)的客戶中保持了良好的聲譽。此前充電頭網(wǎng)拆解的蘋果140W氮化鎵充電器，內(nèi)置了GaN Systems的兩顆增強型氮化鎵開關(guān)管，能打入蘋果快充供應(yīng)鏈，足見GaN Systems的芯片無論是性能還是質(zhì)量都是相當優(yōu)秀的。
下面充電頭網(wǎng)就對這款四口快充進行詳細拆解，看看內(nèi)部設(shè)計和用料如何。
包裝盒正面貼紙印有InfinityLAB品牌、充電器外觀圖、名稱以及插腳標識。包裝內(nèi)含充電器、三個可更換插腳以及收納袋。三個插腳分別是美規(guī)、歐規(guī)和英規(guī)。插腳一側(cè)中心區(qū)域為黃色外殼，并印有InfinityLAB品牌logo。充電器正背面外殼以及側(cè)身外殼均為灰色，一淺一淡，表面磨砂抗指紋。USB-C1/C2輸出：5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A充電器已經(jīng)通過了EAC、UKCA、TUV、CE認證，以及VI級能效認證。輸出端設(shè)有2A2C四個USB接口已經(jīng)LED指示燈。測得另一個USB-A口也只支持Apple2.4A協(xié)議。測得USB-C口只支持PD3.0快充協(xié)議。并且具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五組固定電壓檔位。測得另一個USB-C口也只支持PD3.0快充協(xié)議。PDO報文相同，兩個C口支持功率盲插，日常使用方便看完了這款充電器的開箱和性能測試后，下面就進行拆解，看看內(nèi)部設(shè)計和用料如何。撬開超聲波焊接的蓋子，鋁制散熱片下面覆蓋絕緣麥拉片，用于為PCBA模塊散熱。充電器內(nèi)部變壓器，電解電容等元件涂有導(dǎo)熱膠通過外殼內(nèi)部的散熱片散熱。電源輸入插座為獨立的模塊，通過導(dǎo)線焊接，外套熱縮管絕緣。電源導(dǎo)線焊接處特寫，連接到PCBA模塊。拆下PCBA模塊，PCBA模塊邊緣包裹高溫膠帶絕緣。使用游標卡尺測得PCBA模塊長度約為79.9mm。PCBA模塊由輸出小板和主板焊接組成，輸出小板焊接輸出母座和二次降壓電路。PCBA模塊正面一覽，其中右側(cè)為二次降壓電路，左側(cè)為高壓濾波電容，LLC諧振電感和諧振電容，正中為PFC升壓電感，底部為LLC變壓器。PCBA模塊背面頂部焊接兩顆整流橋，左側(cè)上方是兩顆同步降壓轉(zhuǎn)換器，左下角是兩顆同步整流管。右側(cè)為PFC升壓控制器，升壓開關(guān)管和整流管，LLC控制器和開關(guān)管。低壓與高壓元件之間開槽插入麥拉片絕緣。通過對充電器PCBA模塊的觀察發(fā)現(xiàn)，這款100W充電器采用PFC+LLC開關(guān)電源架構(gòu)，同步整流，固定電壓輸出，兩個USB-C接口使用獨立的降壓電路由協(xié)議芯片控制輸出，兩個USB-A口使用一路降壓電路，固定5V輸出。下面我們就從輸入端開始了解整個充電器的設(shè)計和用料。充電器輸入端特寫，焊接保險絲，壓敏電阻，共模電感，X2安規(guī)電容等元件。充電器輸入端延時保險絲規(guī)格為5A 250V。藍色壓敏電阻來自STE松田電子，規(guī)格為10D511K，用于輸入過壓保護。共模電感采用絕緣線和漆包線并繞在綠色磁環(huán)上。安規(guī)X2電容來自WQC威慶，規(guī)格為0.33μF。兩顆整流橋來自PY平偉，型號為TBMR610，兩顆采用半橋連接，并聯(lián)使用均攤發(fā)熱，降低溫升。整流輸出通過兩顆薄膜電容和磁環(huán)電感組成的濾波電路為PFC電路供電，兩顆薄膜電容均為0.47μF 450V。磁環(huán)濾波電感特寫，纏繞銅帶屏蔽，外套熱縮管固定。PFC控制器采用NXP恩智浦TEA19162，用于將整流后的電壓升壓，進行主動功率因數(shù)校正，內(nèi)部集成X電容放電元件，無需外部元件，集成軟啟動和關(guān)斷，支持高精度穩(wěn)壓升壓，并且內(nèi)置多重完善的保護功能。PFC開關(guān)管來自GaN Systems，絲印GS6511-1L，實際型號為GS-065-011-1-L，是一顆耐壓650V，瞬態(tài)耐壓為850V的增強型氮化鎵開關(guān)管，導(dǎo)阻為150mΩ，采用PDFN5*6封裝，支持1MHz以上的超高開關(guān)頻率。器件在設(shè)計時簡化了驅(qū)動要求，柵極驅(qū)動電壓為0-6V，瞬態(tài)耐壓為-20至+10V，具有更強的可靠性。器件具備開爾文源極，可用于優(yōu)化柵極驅(qū)動。
GaN Systems GS-065-011-1-L 詳細資料。
充電頭網(wǎng)拆解了解到，加拿大氮化鎵系統(tǒng)公司（GaN Systems）功率管此前已被蘋果140W氮化鎵充電器、外星人240W氮化鎵電源、Sicgecs 65W 1A1C氮化鎵超級閃充、ON 65W 2C1A氮化鎵快充插座、PHILIPS飛利浦65W氮化鎵快充摩天輪插座、研吉65W 1A1C氮化鎵快充等產(chǎn)品采用。同時為了縮短產(chǎn)品開發(fā)和上市所需時間，GaN Systems也提供65W QR充電器和100W雙USB-C智能PD充電器完整方案供客戶參考。
PFC整流管來自平偉，型號ES5JGR，是一顆5A電流的超快恢復(fù)二極管。
用于檢測PFC開關(guān)管電流的取樣電阻，采用2512封裝，阻值為150mΩ，在上方還并聯(lián)一顆1206封裝的500mΩ電阻。PFC升壓電感和LLC變壓器焊接在同一塊小板上，頂部標簽上分別標注L2和T1。主板側(cè)面焊接高壓濾波電容，LLC諧振電感和諧振電容。兩顆高壓電容來自JSH萬京源，規(guī)格為420V 39μF，兩顆并聯(lián)用于PFC輸出濾波。主控芯片TEA19161T為LLC控制器，與TEA19162組成帶PFC的半橋諧振開關(guān)電源，用于提高電源轉(zhuǎn)換效率。TEA19161T是一顆全數(shù)字控制的高效率LLC控制器，內(nèi)部集成高壓啟動，集成高壓驅(qū)動器，內(nèi)部集成軟啟動，最高工作頻率達500kHz，可在全負載范圍內(nèi)提供搞轉(zhuǎn)換效率，并具有極低的待機功耗。兩顆LLC開關(guān)管來自SemiHow，型號為HCFL65R210，為耐壓650V的超結(jié)NMOS，導(dǎo)阻為200mΩ，采用DFN8*8封裝。LLC諧振電容規(guī)格為0.022μF，耐壓630V。用于為TEA19162和TEA19161T兩顆控制器供電的濾波電容，規(guī)格為35V 47μF。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。料號為TMY1102M。特銳祥專注于被動元器件的研發(fā)、生產(chǎn)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(yīng)用，為客戶提供更多的解決方案。兩顆同步整流管來自恒泰柯，型號為HGN098N10AL，是一顆耐壓100V的NMOS，導(dǎo)阻為8mΩ，采用DFN5*6封裝。拆下主板上的插件元器件，次級側(cè)焊接同步整流控制器，濾波固態(tài)電容，電感以及用于兩個USB-C口的降壓電感和濾波電容。次級同步整流控制器采用恩智浦TEA1995T，其內(nèi)置兩個驅(qū)動器用于LLC架構(gòu)開關(guān)電源的同步整流，支持4.5-38V輸出電壓，并適用于多模式反激同步整流應(yīng)用，外圍元件精簡。兩顆固態(tài)濾波電容來自JSH萬京源，PZ系列充電器專用產(chǎn)品，規(guī)格為820μF 25V。輸出濾波采用四顆1206封裝的MLCC與固態(tài)電容并聯(lián)濾波。濾波電感后面還有一顆濾波電容，規(guī)格為220μF 25V。焊接USB-A和USB-C母座的小板上還焊接了兩顆協(xié)議芯片，降壓開關(guān)管和濾波電容。右上角焊接熱敏電阻，用于檢測變壓器溫度，檢測到過熱時關(guān)閉輸出，進行過熱保護。右側(cè)為兩顆LED指示燈，用于電源和工作狀態(tài)指示。小板背面焊接一顆降壓電感，用于兩個USB-A口5V輸出。USB PD協(xié)議IC采用偉詮WT6636F，這是一顆通過USB-IF協(xié)會USB PD3.0（PPS）認證的協(xié)議芯片（TID號：1080018），另外通過了高通QC4+認證，認證號QC20200316138。WT6636F支持USB PD3.0和PPS，內(nèi)置可編程的恒壓恒流控制，集成低側(cè)電流采樣放大器，支持線損補償，支持多重保護功能，包括數(shù)據(jù)腳的過壓保護，內(nèi)部集成10bit ADC用于電壓和電流檢測，內(nèi)置8051內(nèi)核單片機，內(nèi)置放電MOS管。兩個USB-C口輸出協(xié)議芯片均為偉詮WT6636F，兩顆芯片相互通信，實現(xiàn)雙口盲插100W輸出以及輸出功率智能分配功能。USB-C口輸出采用拓爾微 TMI2286D同步降壓轉(zhuǎn)換器，用于降壓輸出。TMI2286D是一顆耐壓30V的同步降壓轉(zhuǎn)換器，內(nèi)置開關(guān)管，支持內(nèi)部環(huán)路補償，支持輸出線損補償，內(nèi)部集成軟啟動和過熱關(guān)斷，支持100%占空比，采用SOP8封裝。TMI2286D外接一顆MOS管用于減小輸出壓降，來自恒泰柯，型號為HTM200P03，是一顆耐壓30V的PMOS，導(dǎo)阻為20mΩ，DFN3*3封裝。輸出濾波固態(tài)電容規(guī)格為220μF 25V。用于另外一路的兩顆濾波電容，分別用于輸入濾波和輸出濾波，規(guī)格均為220μF 25V。VBUS開關(guān)管來自方舟微，絲印30N5P0S，實際型號為AKF30N5P0S，是一顆耐壓30V的NMOS，導(dǎo)阻為4.2mΩ，采用PDFN3333封裝。另一路USB-C口VBUS開關(guān)管為相同型號。用于兩路USB-A口的降壓控制器來自南芯，型號為SC8002，南芯SC8002支持36V輸入電壓，支持高精度輸出限流，支持雙通道獨立限流。SC8002可用于車充，多口充電器，USB HUB等應(yīng)用。兩顆同步降壓開關(guān)管焊接在兩個USB-A口之間，來自華羿微，型號HY1503C1，是一顆耐壓30V的NMOS，導(dǎo)阻為7.1mΩ，采用DFN3*3封裝。降壓磁環(huán)電感雙線并繞，底部墊有絕緣板與PCB絕緣，打膠固定。兩個USB-A口使用賽微CW3005F雙路自動識別芯片，支持蘋果2.4A協(xié)議。用于檢測USB-A接口輸出電流的取樣電阻和LM321運放，放大檢測到的電流信號送至協(xié)議芯片用于輸出功率分配控制。用于USB-A口輸出的濾波電容，規(guī)格為150μF 6.3V。檢測變壓器溫度的熱敏電阻特寫，外套熱縮管并纏繞高溫膠帶絕緣。USB-C1母座特寫，垂直過孔焊接固定，黑色膠芯不露銅。USB-A母座過孔焊接固定，外殼纏繞高溫膠帶絕緣。InfinityLab推出的這款100W四口充電器附帶美標，歐標和英標插頭，免去了購買插腳轉(zhuǎn)換器的麻煩。充電器具備兩個支持100W輸出的USB-C接口和兩個5V輸出的USB-A插孔，滿足筆記本，手機以及傳統(tǒng)老式設(shè)備的充電需求。充電頭網(wǎng)通過拆解了解到，這款充電器采用PFC+LLC開關(guān)電源架構(gòu)，使用TEA19162+TEA19161T+TEA1995全套NXP恩智浦電源解決方案。內(nèi)部使用GaN Systems的GS-065-011-1-L 增強型氮化鎵器件用于PFC升壓，LLC開關(guān)管使用兩顆SemiHow HCFL65R210 超結(jié)MOS管，搭配同步整流輸出固定電壓為降壓電路供電。降壓電路中，USB-C口采用偉詮WT6636F協(xié)議芯片搭配拓爾微TMI2286D進行降壓輸出，兩個USB-A口采用南芯SC8002同步降壓控制器搭配華羿微MOS管，固定5V輸出。充電器內(nèi)部配有熱敏電阻進行過熱保護，高壓電解電容和固態(tài)電容來自萬京源，PCB雙面均有麥拉片和鋁片進行散熱，內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊，用料可靠。
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