東莞市嘉雄精密電子科技有限公司

[ 精帖 ]內置氮化鎵:Anker PowerCore Fusion PD超極充拆解

早在4月3日,ANKER PowerCore Fusion PD超極充就已經正式上架了蘋果官方商城。據官方宣傳資料介紹,該產品支持USB PD快充,并且集成了充電器和移動電源兩大功能。值得一提的是,其內部還采用了氮化鎵(GaN)功率IC。

近期充電頭網也已經拿到了這款售價近100美金的ANKER PowerCore Fusion PD超極充并完成了對其的拆解工作,接下來就跟大家分享一下這款產品的內部細節。

一、Anker PowerCore Fusion PD超極充外觀

ANKER PD超極充外包裝上以白色為底,白底黑字藍色logo,正面還印有產品實物圖。實物圖底下印有產品名字和混合便攜式電池和墻壁充電器 (二合一),頂部有一個掛鉤。

外包裝背面印有一些產品特性,以及品牌服務。

外包裝盒底部印有產品信息和認證標識。

抽出盒子,ANKER PD超極充就鑲嵌在里面。

內飾物一覽,一個充電器,一份說明書。

ANKER PD超極充共有黑白兩種配色,這次我們拿到的是白色外殼版本,充電器主體做了一個鋼琴烤漆處理。頂部與機身周圍做了一圈銀環,頂部做了啞光處理,摸上去有輕微的磨砂觸感。

頂部有兩個USB接口,帶有PD標識的USB-C接口和帶有Power IQ標識的USB-A接口,可同時滿足兩臺設備的充電需求。

充電器側邊做了弧度處理,整體看起來很圓潤。

右側印有產品詳細參數、序列號和CE認證圖標;
PowerCore Fusion Power Delivery
型號:A1622   容量:3.63Vdc 5000mAh/18.15Wh
輸出:100-240V~1.6A 50-60Hz
充電器模式輸出
USB-C輸出: 5V/3A   9V/3A   15V/2A   20V/1.5A
USB-A輸出:5V/2.4A Max
移動電源模式
USB-C輸出:5V/3A   Max
USB-A輸出:5V/2.4A   Max
USB-A&USB-C輸出:總 5V/3A Max(每個端口最大1.5A)
Anker創新有限公司|中國制作
SN:AFYQHY50910350136

側面有一個“ANKER ”logo 和一個電源按鍵。電源按鍵上集成了6個LED燈,可以顯示電源電量。

底部英規插腳一覽。

即使這款產品內置了5000mAh電芯,并且采用了雙口輸出配置,但與蘋果原裝60W充電器,其體積也只是稍微大了一點,體積優勢明顯。體重方面,實測港版重量約為267g,介于蘋果60W充電器和87W充電器之間,差旅攜帶不成問題。

使用POWER-Z KT001測試USB-A口快充協議,支持Apple2.4A。

測試USB-C口協議,不支持市面上其他協議。

移動電源模式下對USB-C口進行PD嗅探,支持5V/3A一檔固定PD檔位。

充電器模式下對USB-C口進行PD嗅探,可以看到充電器模式下比移動電源模式要多了3個檔位,共支持5V/3A、9V/3A、15V/2A、20V/1.5A四個固定PD檔位。

在充電器模式下,使用USB-C口給iPhone XR充電,電壓9.1V,電流2.29A,充電功率約為20.93W,開啟PD快充。

在充電器模式下,使用USB-C口給華為Mate 10充電,電壓9.14V,電流1.85A,充電功率約為16.91W,開啟PD快充。

在充電器模式下,使用USB-C口給小米 8充電,電壓9.1V,電流2.62A,充電功率約為23.87W,開啟PD快充。

在充電器模式下,使用USB-C口給iPad Pro充電,電壓15.04V,電流1.76A,充電功率約為26.47W,開啟PD快充。

在充電器模式下,使用USB-C口給MacBook Pro充電,電壓19.8V,電流1.37A,充電功率約為27.23W,開啟PD快充。

在充電器模式下,USB-A口給iPhone XR充電,電壓4.8V,電流2.15A,充電功率約為10.4W,支持APPLE2.4A協議。

二、Anker PowerCore Fusion PD超極充拆解

Anker PowerCore Fusion機身外殼采用聲波焊接,費了很大勁才把外殼打開,內部元器件之間注滿膠水,起到固定和散熱的作用。

打開外殼之后,可以看到內部被各種元器件塞得滿滿的,左側是一大塊灰色的導熱膠,與外殼緊密貼合,將內部發熱元件產生的熱量傳遞給外殼,加強散熱。右側是一顆電芯,電芯上也貼有導熱貼。

一顆熱敏電阻緊貼電芯。

導熱層上面涂有散熱膠,下面是輸入濾波電解電容、變壓器、金屬散熱片,變壓器旁邊有一顆Y電容。

初級側分布著延時保險絲、X電容、共模電感線圈等元器件。

輸出接口側,USB-C接口焊接在小塊PCB板上,USB-A接口焊接在主PCB板上,在USB-A接口旁邊還有一塊豎直焊接的PCB板。

將內部PCB板模塊完全部從外殼上分離,PCB板正面一覽。

電芯部分采用的是LG的21700,單顆容量可達到5000mAh。

插腳通過兩根導線與PCB板導通,插腳側焊點打膠固定。

輸入端電感、X電容、延時保險絲特寫。

左側只用一顆大體積的電解電容,套著絕緣膠套,中間是變壓器,右側散熱片纏繞馬拉膠帶。

散熱片下面是電感下面有磁環電感線圈、電容等元器件。

從這個角度看,散熱片是焊接在PCB板上面的。

大電解電容規格為47μF 400V,品牌為TEAPO,105℃耐熱。

USB-A接口旁邊的小塊PCB板上設置了兩個磁環電感線圈以及三顆電容,初級側元器件之間填滿散熱膠,電解電容均有絕緣套,開關電源同步整流輸出有電感濾波。

兩個電感線圈特寫,旁邊是一個TEAPO的電解電容。

USB-C輸出接口旁邊有一顆電解電容,330μF 25V。

電感線圈的背面是兩顆南芯的升降壓IC,內置控制器和開關管。

PCB板背面貼著很大一塊散熱片,并使用膠帶纏繞用于絕緣。

背面散熱片通過邊緣的幾個焊腳固定在PCB板上,并有用一根導線接地。

將背面散熱片完全去除之后,可見初次級之間有明顯的分區,PCB板上印有ANKER的logo。接下來先看初級部分。

右上角是來自TI德州儀器的初級控制器UCC28780。其工作頻率可達1MHz,遠高于常見民用開關電源頻率,同時符合日漸嚴格的能耗及效率標準,支持GaN功率IC,內置多種保護功能。

TI德州儀器UCC28780詳細資料。

初級主控芯片旁邊就是這款產品的核心器件,來自Navitas納微半導體的NV6115和NV6117氮化鎵功率芯片。NV6115和NV6117內置驅動器以及復雜的邏輯控制電路,170mΩ導阻和120mΩ導阻,耐壓650V,支持2MHz開關頻率,采用5*6mm QFN封裝,節省面積。

充電頭網了解到,納微NV6115此前已被RAVPower 45W GaN PD充電器采用。

納微半導體 NV6115 詳細資料。

納微半導體 NV6117詳細資料。

橫跨在初次級之間的光耦。

次級側這邊是infineon英飛凌的同步整流MOS管,型號BSC093N15NS5。旁邊六角芯片是來自MPS的同步整流控制器。并焊接散熱片為同步整流管散熱。

infineon英飛凌BSC093N15NS5規格資料。

6顆LED燈外面使用泡棉隔離,中間是一顆輕觸開關。

AONR21357 PMOS管,耐壓30V。

AOSMD AONR21357 詳細資料。

絲印ZT89。

絲印18BQNAZ06是LED燈驅動芯片。

兩顆絲印M2542N的電池保護管,左側SOT23封裝是電池保護IC,組成電池保護板。

絲印7227的切換開關。

PS545L 肖特基二極管。

至此,PCB板背面的主要元器件基本解析完畢,接下來看正面部分:

延時保險絲3.15A 250V。

X電容,0.33μF。

初級整流橋。

0.68μF的薄膜電容。

初級濾波電解電容下面還有一顆隔離驅動器,芯科科技的SI8610BB,絕緣2.5KV,用于AC上管隔離驅動。

芯科SI8610BB詳細規格資料。

拆下兩小塊PCB板,清除注膠。在熱敏電阻旁邊有一個AONR21357 MOS管;另外一顆是賽威CW3002F協議識別芯片,負責USB-C口APPLE2.4A協議的智能識別。

賽微CW3002F詳細規格資料。

TI BQ27542 電池電量計量IC,用于電量計量功能。

CapXon豐賓電解電容,22μF 400V,配合前面看到的47μF電容共計69μF,滿足30W輸出。

輸入端有一顆Y電容,輸出抗干擾。這款產品初次級之間一共使用了3顆Y電容。

初級PWM主控芯片供電電容,10μF 50V。

變壓器外圍覆銅接地。

小塊PCB板正面有兩顆電容,分別是220μF 10V和22μF 25V。另外兩顆南芯升降壓芯片,型號分別為SC8903和SC8913,內置開關管,所以可以在這么小的面積下集成兩路升降壓電路輸出。

南芯SC8903是一顆內部集成四開關管MOSFETs的高效率同步升降壓充電轉換器。兩節電池最高功率支持36W,三節電池最高功率支持45W。

南芯SC8903規格資料。

南芯SC8913是一顆集成 MOSFETs 和 I2C接口的高效率同步雙向降壓芯片,支持1至4串鋰離子電池充電。 I2C可配置充電電壓電流,放電輸出電壓,輸入輸出電流限制。充電輸入支持QC2.0/3.0申請。內建10BIT ADC;采用6*6 40pin QFN封裝。

南芯SC8913規格資料。

控制輸出VBUS開關的AONR21357 PMOS管。

小板另外一面有一顆TEAPO的電容,220μF 6.3V。兩顆電感已拆除,此外還有一些升降壓的外圍元件。

USB-C協議小板,采用賽普拉斯 CYPD3175協議芯片,還有兩顆PMOS作為輸出開關。充電頭網了解到,CYPD3175是一顆通過了協會USB PD3.0(PPS)認證的芯片,此前已被ANKER安克18W USB PD充電器采用。

賽普拉斯CYPD3175詳細規格資料。

小板背面有ESD防護和檢流電阻。

全部拆解完畢。

充電頭網拆解總結

Anker PowerCore Fusion PD超極充采用目前行業應用廣泛的1A1C接口配置,既兼顧了老款機型的需求,又解決USB PD快充設備的充電。在充電器模式下,USB-C口30W的輸出功率以及最高20V的電壓輸出,可滿足iPad Pro、New MacBook等小功率PD設備的用電。USB-A口融入ANKER自家的POWER IQ充電技術,對非PD快充的iPhone、iPad等設備也能以較快速度充電。在移動電源模式下,5000mAh的容量也可為大部分手機續命一次。就實用性而言,這款產品做得很不錯。

用料方面,充電頭網拆解發現,產品內部采用了行業前沿的GaN氮化鎵技術,內置Navitas納微半導體的NV6115和NV6117氮化鎵芯片,高度集成的驅動電路和單晶片的設計使得氮化鎵芯片的開關頻率大幅度提高,最終實現產品的小型化和高效率。為了達到雙輸出的目的,充電器內置了兩顆南芯內置MOS的升降壓芯片,組成兩路同步升降壓電路,這也進一步減小了電路板占板面積。此外,Anker PowerCore Fusion PD超極充采用了LG 21700電芯,單顆容量就能達到5000mAh,優化體積的同時,保證足夠的續航時間。



地址:廣東省東莞市長安鎮沙頭西大路73-6號A棟
聯系電話: 0769-85412098
郵箱:m@jxconn.com