前言

本期为大家带来的是京东旗下自有品牌J.ZAO京东京造一款140W氮化镓充电器的拆解,充电器基于PFC+AHB高功率因数和高效率先进架构设计,同时还采用了氮化镓技术方案,是一款集多接口、大功率、小巧便携等优点于一身的快充产品。

充电器配置3C1A四个USB接口,其中三个USB-C接口均支持USB PD3.1快充标准下的28V5A 140W快充,另外一个USB-A口支持18W QC/22.5W SCP快充,整体性能均衡而实用。下面我们就一起来看看产品的具体设计。

东京造140W氮化镓充电器开箱

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包装盒正面印有京东京造品牌、产品名称以及套装外观图。

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背面印有产品参数信息。

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包装盒上参数特写,下面到产品实物展示环节再介绍。

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包装内含充电器、数据线以及使用说明书。

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附带USB-C数据线为编织线类型设计,相比常规线材更加耐磨耐用

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线缆端子采用塑料材质外壳,表面亮面处理,同时正背面分别印有京东京造品牌logo和闪电标识。

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测得数据线长度约为1.5米。

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另外使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得数据线带有E-Marker芯片,电力传输能力为50V5A,数据传输能力为USB 2.0。

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京东京造140W氮化镓充电器为方块造型设计,机身边角过渡圆润。主体外壳采用银灰色金属涂层处理,接口端则采用黑色面板撞色处理,整体很有辨识度。

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机身正面右下角印有140W。

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侧身一面印有充电器参数信息。

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产品参数特写

型号:PC021A

输入:100-240V~50/60Hz 1.8A Max

输出:

USB-C1/C2/C3:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A(140W)

USB-A:5V3A、9V2A、10V2.25A、12V1.5A

USB-C1+C2:100W+30W or 65W+65W(130W Max)

USB-C1+C2+(C3+USB-A):65W+45W+5V4A(130W Max)

总功率:140W Max

制造商:广东斯泰克电子科技有限公司

产品通过了CCC认证。

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充电器配备符合新国标标准的半包胶折叠插脚,便携同时有效避免误触风险。

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另一端配备3C1A四个USB接口,接口旁都印有相应标序,方便用户区别使用。

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此外充电器机身顶部还设有指示灯。

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实测充电器机身长度为65.07mm。

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宽度为64.92mm。

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厚度为32.65mm。

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和苹果140W充电器放在一起对比,体积优势非常明显。

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产品拿在手上的大小直观感受。

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另外测得充电器重量约为196g。

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通电状态下,充电器指示灯亮蓝光。

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测得充电器USB-C1口支持UFCS、QC3.0/4、FCP、SCP、AFC、SFCP、TFCP、PD3.2、PPS、DCP、Apple 2.4A充电协议。

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PDO报文显示USB-C1口还具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A六组固定电压档位,以及5-11V5A一组PPS电压档位,9-20V3A,5A SPR AVS电压档位以及15-28V 140W AVS电压档位。

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测得UFCS融合快充具备3.3-11V4A、11-20V5A两组电压档位。

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测得USB-C2口兼容协议和USB-C1口的相同。

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此外PDO报文也一样。

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UFCS融合快充具备的两组电压档位也相同。

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测得USB-C3口支持QC3.0/4、FCP、SCP、AFC、SFCP、TFCP、PD3.2、PPS、DCP、Apple 2.4A充电协议。

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PDO报文显示USB-C3口同样具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A六组固定电压档位,5-11V5A一组PPS电压档位,9-20V3A,5A SPR AVS电压档位以及15-28V 140W AVS电压档位。

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最后测得USB-A口支持QC3.0、FCP、SCP、AFC、SFCP、TFCP、DCP、Apple 2.4A充电协议。

京东京造140W氮化镓充电器拆解

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将充电器外壳拆开取出PCBA模块。

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其中一半壳体内侧贴有石墨散热贴,并做了绝缘处理。

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插脚模块与PCBA模块通过导线锡焊连接,导线焊接处打胶处理。

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PCBA模块顶部同样贴有石墨散热贴,也做了绝缘处理。

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此外PCBA模块还包裹铜散热片,缠绕胶带进行固定,内侧设有麦拉片进行隔离绝缘。

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将导热贴、散热片以及麦拉片全部取下。

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实测PCBA模块长度为60.83mm。

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宽度为57.77mm。

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厚度为24.84mm。

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模块正面器件是经典三段式布局,变压器和输出小板之间留有充足的间隙并填充导热胶处理。此外PFC升压电感、变压器等还打胶加固处理。

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主板背面贴有橡胶垫支撑保护,对应PFC开关管、电源主控芯片以及同步整流管区域也打胶帮助散热。

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PCBA模块由四块板子堆叠设计,输入端保险丝、高压滤波电解电容以及USB接口母座等均采用小板辅助焊接。

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主板背面设有PFC控制器、PFC开关管、电源主控芯片、光耦、贴片Y电容以及同步整流管等器件。

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模块一侧设有输入小板,板子背面设有几颗贴片电阻用于安规X2电容放电。

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将小板拆下,板子正面设有延时保险丝、压敏电阻、共模电感、安规X2电容以及NTC热敏电阻。

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延时保险丝来自诚润,规格为5A250V。

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10D681K压敏电阻来自NDF达孚,用于输入过压保护。

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共模电感用于滤除EMI干扰。

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另一颗外套热缩管绝缘保护。

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安规X2电容来自WQC威庆电子,容量0.47uF。

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NTC热敏电阻用于抑制上电浪涌电流。

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丝印R8M整流桥来自智威半导体,采用两颗以均摊发热。

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模块前端设有滤波电感、薄膜电容以及高压滤波电解电容,中心区域还设有PFC升压电感等器件。

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滤波电感包裹胶带绝缘。

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MPP薄膜滤波电容来自东莞成希电子,规格为1μF450V。

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PFC控制器来自杰华特,型号JW1572,是一款升压式PFC控制器,具备高精度恒压输出,适用于单级功率因数校正。芯片采用恒定导通时间控制,确保高功率因数,无需输入电压检测电路,简化了系统设计并降低损耗。

芯片采用临界导通模式运行,降低开关损耗,提升EMI性能以及效率。芯片具备完善的保护功能,具备反馈开路保护,电流取样电阻短路保护,逐周期过流保护,反馈过电压保护以及过热保护等保护功能,适用于USB PD快充,液晶电视以及显示器应用。

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杰华特 JW1572 资料信息。

充电头网拆解了解到,杰华特JW1572此前还被小米140W氮化镓快充充电器

、倍思100W伸缩线桌面充、飞利浦200W充电器、Aohi 140W氮化镓充电器(青春版)、联想拯救者140W PD3.1氮化镓充电器等知名品牌产品采用过。

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PFC开关管来自英诺赛科,丝印6106QA,实际型号为ISG6106QA,是一颗内部集成氮化镓开关管和无损电流采样的氮化镓功率芯片,芯片内部集成700V耐压的增强型氮化镓开关管,瞬态耐压达800V,导阻100mΩ。芯片内部集成智能可编程驱动器,集成高压线性稳压器。

ISG6106QA具备超低静态电流和自动待机功能,支持2MHz开关频率,内部集成5V稳压输出,可用于为数字隔离器供电,集成欠压闭锁,过流保护和过热保护,适用于PFC、反激、半桥和全桥应用,满足PD快充,LED照明,太阳能逆变等需求,采用QFN6*8封装。

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英诺赛科 ISG6016QA 资料信息。

充电头网通过拆解了解到,英诺赛科氮化镓芯片目前已被三星,OPPO,VIVO,联想,雅迪,LG,华硕,安克,努比亚,倍思,绿联,闪极等多家知名品牌和厂商所采用,出货量突破15亿颗。

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PFC升压电感特写。

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PFC整流管来自美浦森,型号为MSM06065G1,是一颗650V耐压,150℃连续正向电流6A的碳化硅二极管,采用DFN5*6封装,超薄封装节省体积,适用于高功率密度的大功率氮化镓快充应用。

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两颗高压滤波电解电容来自永铭,规格均为450V27μF。

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模块另一侧设有两颗高压滤波电解电容以及变压器,两颗电容焊接在小板上。

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另外两颗高压滤波电解电容也是来自永铭。

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电容规格也都是450V27μF。

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主控芯片供电电容来自LSCON。

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小电容规格为50V47μF。

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电源主控芯片来自东科半导体,型号DK8715BD,这是一颗基于不对称半桥架构(AHB),集成了两颗氮化镓功率器件的AC-DC功率开关芯片。DK8715BD能够在较大的负载范围内实现原边功率管ZVS,副边整流管ZCS,从而提高电源系统效率。 同时软开关还可以降低功率管应力,减小开关损耗并改善电磁干扰(EMI)。

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DK8715BD外围精简,极大的简化了AC-DC转换器的设计和制造,尤其是需要高转化效率和高功率密度的产品。芯片具备完善的保护功能:包括过载保护、输出过压保护、输出短路保护、VCC过/欠压保护、VS引脚异常保护、初级过流保护、过温保护等。

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变压器特写。

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V 1008光耦特写,用于输出电压反馈。

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贴片Y电容来自四川特锐祥科技股份有限公司,具有体积小、重量轻等特色,非常适合应用于氮化镓快充和服务器电源这类高密度电源产品中。料号为TMY1102M。

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充电头网了解到,特锐祥贴片Y电容除了被倍思高通QC5认证100W氮化镓快充、麦多多100W氮化镓充电器、OPPO 65W超级闪充氮化镓充电器、联想90W氮化镓快充、努比亚65W氮化镓充电器、倍思120W氮化镓+碳化硅PD快充充电器等数十款大功率充电器使用外,也可应用于海陆通、第一卫、贝尔金等品牌20W迷你快充上,性能获得客户一致认可。

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另外两颗贴片Y电容也是来自特锐祥,料号分别为TMY1102M和TMY1221K。

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同步整流控制器来自芯源系统,丝印IBUJ,型号MP6951,是芯源系统最新推出的一款同步整流控制器,支持DCM,CCM,QR,ZVS工作模式,还支持ACF主动钳位反激和HFB混合反激,工作频率可达1MHz,支持驱动氮化镓同步整流管,支持高侧和低侧应用,采用TSOT23-6封装。

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同步整流管来自Hunteck恒泰柯,型号HGN050N10AL,NMOS管,耐压100V,导阻4.4mΩ,采用DFN5*6封装。

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输出端焊接同步整流输出滤波电容以及小板。

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将输出小板拆下,板子正面设有二次滤波固态电容以及四个USB接口母座。

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背面焊接三路降压电路的降压电感,电感全部外套热缩管绝缘保护,其中一颗还外套胶套保护,此外板子下方区域还粘贴绝缘胶带。

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将电感清理掉,小板背面还设有降压协议芯片、同步降压开关管以及输出VBUS开关管。

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输出滤波固态电容来自PolyCap柏瑞凯,规格为35V470μF。

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另外两颗也是来自柏瑞凯,规格都是35V220μF。

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USB-C1接口使用智融SW3566H降压协议芯片,是一款高集成度的多快充协议双口充电SOC芯片,支持USB-C和USB-A接口充电,并支持双口独立限流。芯片内部集成了高效率同步降压转换器,支持20V7A和28V5A输出,支持PD3.1/QC/SCP/UFCS等快充协议,支持快充协议定制,最大支持140W输出功率。

SW3566H集成了CC/CV模式,双口管理逻辑和母线电压检测,搭配对应的降压开关管和VBUS开关管即可实现双口降压输出。芯片内置的降压转换器工作频率为180KHz,支持PWM和PFM工作模式。输出电流,线损补偿等保护阈值均可通过I2C接口进行设定,内置的ADC可实现输入输出电压,输出电流,芯片温度等9个通道的数据采样,支持外接MCU进行参数显示。

SW3566H支持36V输入电压,最高输出电流7A,芯片内置软启动,输入过压/欠压保护,输出过压/欠压保护,输出过流/短路保护,DP/DM/CC过压保护,芯片过热保护和外接NTC热敏电阻保护,以及限功率保护。芯片采用QFN4*4-32封装。

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智融科技 SW3566 资料信息。

充电头网拆解了解到,智融SW3566H此前还被安克65W 2C1A氮化镓充电器、公牛240W 3C1A氮化镓桌面充电器、绿联300W 4C1A五口PD氮化镓快充充电器、TOMAX拓玛140W 3C1A氮化镓充电器、古石188W多口桌面充电器、拆解报告:TOMAX拓玛140W 3C1A氮化镓充电器等产品采用,芯片性能质量获客户一致认可。

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搭配的两颗同步降压开关管来自YouCrystal优晶微,型号YG060N04ADE,NMOS管,耐压40V,导阻6mΩ,采用PDFN3*3封装。

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USB-C1口输出VBUS开关管也是采用优晶微YG060N04ADE。

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USB-C2口降压协议芯片也是采用智融科技SW3566H。

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同步降压开关管以及输出VBUS开关管也都是采用优晶微YG060N04ADE。

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USB-C3和USB-A口的降压协议芯片也是采用智融科技SW3566H。

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搭配的同步降压开关管也是采用优晶微YG060N04ADE。

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两颗输出VBUS开关管也是采用优晶微YG060N04ADE。

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三颗降压电感特写。

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三颗二次滤波固态电容来自福建云星电子,规格均为35V100μF。

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热敏电阻特写。

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LED指示灯特写。

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USB-C接口母座特。

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USB-A接口母座特写。

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全部拆解一览,来张全家福。

充电头网拆解总结

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最后附上京东京造140W氮化镓充电器的核心器件清单,方便大家查阅。

京东京造140W氮化镓充电器采用方块机身搭配折叠插脚设计,在高集成氮化镓方案以及巧妙堆叠设计加持下,整体做得小巧便携,可以方便商务人士携带出行。配置3C1A接口支持140W和22.5W输出,并支持100W+30W、65W+65W、65W+45W+20W等输出策略,可解决多设备党同时快充补电需求。

充电头网通过拆解了解到,产品PFC升压电路采用杰华特JW1572控制器搭配英诺赛科ISG6106QA氮化镓开关管以及美浦森MSM06065G1碳化硅二极管。开关电源采用东科DK8715BD AHB芯片搭配MPS MP6951同步整流控制器。

输出使用智融科技三颗SW3566H进行三路二次降压输出设计。永铭、柏瑞凯、云星品牌电容进行滤波,PCBA模块打胶以及覆盖铜散热片处理,此外壳体内侧还贴有石墨导热贴,整体做工用料有保证。