愛伊米

內建南芯SC3056合封氮化鎵晶片,紫米35W GaN3充電器拆解

不知道小夥伴們還有沒有印象,去年下半年ZMI紫米推出過一款33W 1A1C快充充電器HA728,專為蘋果iPhone 13新機設計,全新綠色配色盡顯小清新,因此獲得不少人的喜愛和追捧。

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前不久充電頭網瞭解到,紫米又專門針對果粉推出了新品——ZMI GaN3充電器35W(2C),相較前一款,介面配置變為雙C口,最大功率也提到了35W。新款充電器不僅基於氮化鎵黑科技打造,而且採用了全新的動態功率分配技術,能更好地為兩臺蘋果裝置充電。

目前充電器已經在紫米京東自營旗艦店開賣,售價89元,有白、綠兩種款式可選。充電頭網也是第一時間採購回來進行評測和拆解,下面就一起來看看新品的用料做工。

一、紫米35W GaN3充電器外觀

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新款充電器有白、綠兩種配色,充電頭網都採購回來,一個用於拆解一個用於評測,方便大家都有所瞭解。

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包裝盒正面上方印有ZMI品牌logo以及35W MAX,中間是充電器外觀圖,下方印有產品名稱和GaN標識。

背面印有產品引數資訊。

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包裝內含充電器和使用說明書。

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本次拆解的是綠色款,整體看上去有點小清新,外殼磨砂邊角過渡圓潤。

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機身正面凹印35W功率字樣。

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輸入端外殼上印有充電器引數,兩側加入雙翼設計提升使用時的穩定性。

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充電器引數特寫

型號:HA726

輸入:100-240V~50/60HZ 1。2A

輸出引數:

單口輸出:5V3A、9V3A、11V3A、12V2。9A、15V2。33A、20V1。75A,35W MAX

雙口輸出:最大輸出功率35W,本產品採用動態功率分配技術

製造商:南京酷科電子科技有限公司

監製:江蘇紫米電子技術有限公司

充電器已經通過了3C認證。

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充電器配備的是摺疊國標插腳,方便攜帶與收納。

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輸出端配有雙USB-C介面,單口均支援最大35W輸出,雙口同時使用最大總功率也是35W,採用動態功率分配技術實現功率智慧分配。

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測得充電器機身高度為46mm。

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寬度為47。87mm。

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厚度為27。86mm。

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和蘋果30W充電器對比,功率、體積、介面數量均有優勢。

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充電器拿在手上的大小直觀感受。

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充電器淨重約為78g。

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使用ChargerLAB POWER-Z KT002測得C口支援QC2。0/3。0、PD3。0通用快充協議。

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此外PDO報文顯示C口還具備5V3A、9V3A、12V2。9A、15V2。33A、20V1。75A五組固定電壓檔位。

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測得另一個C口相容協議一模一樣。

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PDO報文也相同,兩個C口支援功率盲插,日常使用方便。

二、紫米35W GaN3充電器拆解

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將輸出端外殼拆開取出PCBA模組,外殼超聲波焊接封裝。

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外殼採用PC防火材質,插腳使用黑色塑膠板和螺絲固定,透過金屬彈片接觸PCB板通電。

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PCB板背面覆蓋麥拉片和黃銅散熱片,散熱片錫焊固定。

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測得模組長度為42。83mm。

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寬度為43。96mm。

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厚度為23mm。

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板子正面元器件間的空隙大量填充白膠加固,初次級間設有絕緣隔離板。

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板子背面一覽,初次級核心晶片也全都覆蓋白膠散熱。

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PCB板正面一覽,兩塊輸出小板之間的區域設有一顆協議晶片。

板子背面,設有整流橋、南芯的氮化鎵合封晶片、次級同步整流晶片和升降壓轉換晶片。

透過觀察發現,這款充電器採用使用率非常高的高頻QR開關電源架構,固定電壓輸出,內建兩路DC-DC升降壓,使用一顆協議晶片控制雙口輸出,實現功率智慧分配。下面我們從輸入端開始瞭解各器件。

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輸入端一覽,從右邊保險絲到左邊變壓器,初級器件依次佈局。

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充電器通電後電流首先經過延時保險絲,在電流超過保險絲限定值時,便會熔斷切斷電路,保險絲規格為2A 250V。

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接著經過共模電感,雙線並繞,濾除EMI干擾。

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接著經過安規X電容,抑制差模干擾。

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接著經過NTC熱敏電阻,NTC熱敏電阻用於抑制插電時的衝擊電流,減小插電的火花,正常工作時溫度上升,電阻降低,降低損耗。

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經過EMI電路過濾後,由揚傑ABS210整流橋將交流電轉換為脈動直流電。

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脈動直流電經過高壓濾波電解電容以及工字差模電感濾波輸出直流電。兩顆高壓濾波電解電容來自AiSHi艾華,規格均為400V 27μF。

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工字差模電感外套絕緣管。

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主控晶片供電電容也是來自艾華,規格為100V 4。7μF。

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開關電源主控晶片採用南芯半導體的SC3056,這是一顆氮化鎵合封晶片,內建氮化鎵功率器件和控制器。採用高頻準諧振反激控制,具有全負載範圍高能效和高可靠性,源自南芯半導體的SC305x GaN Combo系列。SC3056內部整合650V耐壓的氮化鎵開關管,可輕鬆驅駕30W~40W輸出功率範圍。

SC3056工作在QR和DCM模式下,谷底開通以提高效率;提供自適應的頻率折返用於實現全負載範圍內的高效率;無負載時,晶片以突發模式執行,降低待機功耗。轉換器內建高壓啟動電路,可實現超低的待機功耗和超快的啟動速度。

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SC3056內部整合軟啟動電路,以及用於超寬輸出範圍的分段式供電電路。在突發和故障模式下具有超低的工作電流,滿足待機能效要求。最高工作頻率為175KHz,大幅降低磁性器件的體積和成本。全功率範圍具備抖頻功能,用以改善EMI效能。

晶片內建過熱保護,供電過壓保護、供電欠壓閉鎖、逐週期電流限制、兩級過流保護、輸出過電壓保護、輸出短路保護和過載保護,提供完善全面的保護功能。

據充電頭網瞭解,南芯半導體的快充方案廣泛應用在充電器、無線充、車充、充電寶、儲能電源等各個方面,並被立訊精密65W 1A1C氮化鎵快充、華為66W超級快充車充、華為50W超級快充無線車充、紫米20號200W PD快充移動電源、小米20000mAh移動電源50W超級閃充版、三星10000mAh 25W PD快充移動電源、公牛600W戶外移動電源、安克PowerHouse II 400戶外電源等數十款產品採用,品質獲得客戶高度認可。

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直流電進入變壓器初級側,主控晶片進行高頻開關,最後透過變壓器轉換成低壓交流電輸出。

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輸出端一覽,兩個USB-C母座均垂直焊接在小板上,板子左側均設有升降壓電感和輸出濾波電容,主機板右下角設有固態電容用於開關電源輸出濾波以及同步升降壓輸入濾波。

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Y電容特寫,用於抑制共模干擾。

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CT 1018光耦,這是一顆光電隔離器件,透過輸入端的電流變化,改變內部發光二極體的發光強度,調節輸出端內建光電三極體的導通程度,用於輸出電壓反饋。

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變壓器交流降壓輸出經過同步整流晶片整流轉換為脈動直流電。同步整流晶片採用南芯SC3511,這是一顆智慧快速關斷同步整流器,內部整合100V 10mΩ同步整流管,可取代肖特基二極體獲得更高的系統轉換效率。

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SC3511無需輔助線圈供電,內建私有的開啟檢查電路,具有極低的靜態電流,從而減小整體待機功耗。支援DCM、CCM和QR執行模式,支援高階和低端同步整流應用,採用SOP8封裝,適用於AC-DC介面卡,USB PD快充,反激開關電源等。

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脈動直流電經過固態電容濾波成直流電,固態電容來自綠寶石,規格為25V 470μF。

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接著經過二次升降壓電路調節輸出電壓,兩個介面均採用南芯SC8721內建開關管的同步升降壓轉換器,其內部整合四管H橋升降壓開關,輸入輸出電壓範圍均為2。7-22V。支援動態輸出電壓調整,開關頻率可調節;支援輸出線補、輸出電流監測;支援I2C匯流排控制的輸出電壓調節和輸出限流調節,內建全面的保護功能。

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南芯SC8721資料資訊。

充電頭網瞭解到,採用南芯SC8721的產品還有ANKER 25600mAh移動電源、努比亞紅魔45W USB PD氘鋒移動電源、小米20000mAh移動電源、thinkplus 14000mAh 45W PD快充移動電源等。

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另一路同步整流升降壓轉換晶片也是南芯SC8721。

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兩顆磁環電感特寫。

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USB-C介面輸出濾波固態電容也是來自綠寶石,規格均為25V 220μF。

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雙C口的協議晶片,偉詮WT6639F,是一顆雙口USB PD控制器,支援USB PD3。0以及PPS快充。WT6639F內部整合USB PD物理層,電壓檢測及電流檢測放大,支援使用NMOS管用於VBUS開關管,內建MTP儲存器可多次配置。

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兩個C口母座所在小板上均設有輸出VBUS開關管,另一面沒有元器件。

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輸出VBUS開關管採用AOS AON7534,NMOS,耐壓30V,右側是TVS二極體,用於靜電防護。

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USB-C母座特寫,金屬殼上有KRCONN字樣,表明母座由精睿科技提供。

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全部拆解完畢,來張全家福。

充電頭網拆解總結

紫米35W GaN3充電器樣式上和此前拆過的33W充電器相同,不過介面變為雙C口,均支援QC、PD通用快充協議,以及最大輸出功率都是35W,支援功率盲插使用方便。此外還支援動態功率分配,更好適配MacBook和AirPods Pro、iPhone 13和iPhone 13 mini等雙裝置同時充電,對果粉十分友好。

充電頭網透過拆解發現,充電器基於QR開關電源和兩路DC-DC二次升降壓電路架構設計,採用了南芯半導體SC3056+SC3511高整合高頻QR開關電源方案,兩路DC-DC電路升降壓轉換晶片也是採用南芯的SC8721,足見紫米對南芯晶片效能、質量的認可。

內部採用偉詮WT6639F雙口USB PD控制器控制雙C口輸出,實現功率智慧分配。採用艾華電解電容以及綠寶石固態電容進行輸入輸出濾波,使用的器件均為國內一線品牌,此外內部大量打膠加固,初次級絕緣隔離,用料做工紮實。