前言
GPD(GamePad Digital的缩写)是中软赢科旗下品牌,以基于细分市场的需要,面向小众玩家,提供个性化的智能游戏办公设备及周边产品作为服务宗旨。近期充电头网拿到了GPD一款掌上电脑的原装100W氮化镓充电器。
不过充电器为美版,由知名电源厂商东莞市奥海科技股份有限公司制造,不仅支持100W PD快充,还支持QC、SCP、PPS等快充。除了能给GPD旗下设备使用外,也能很好兼容市面主流品牌的笔记本电脑、平板以及手机等设备。下面充电头网就对GPD这款充电器进行拆解,看看具体设计。
GPD 100W氮化镓充电器外观
GPD 100W氮化镓充电器为经典直板造型设计,机身采用PC阻燃材质白色塑料外壳,设计风格简约。
输入端外壳印有充电器的参数信息。
产品参数特写
型号:A879-200500C-US1
输入:100-240V~50/60Hz 2.5A
输出:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A
PPS 3.3-21V5A 100W Max
制造商:东莞市奥海科技股份有限公司
充电器通过了FCC、PSE、ETL认证,以及VI级能效认证。
充电器配备固定式美规插脚,靠一侧布局方便插拔。
输出端配置单USB-C接口。
实测充电器机身长度为66.28mm。
宽度为65.67mm。
厚度为29.13mm。
和苹果96W充电器放在一起对比,GPD这款要更小一些。
充电器拿在手上的大小直观感受。
另外测得充电器重量约为211g。
使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得USB-C口支持QC3.0/5、FCP、SCP、AFC、PD3.0、PPS、DCP、Apple 2.4A充电协议。
PDO报文显示USB-C口还具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五组固定电压档位,以及3.3-21V5A一组PPS电压档位。
GPD 100W氮化镓充电器拆解
拆开外壳取出PCBA模块,壳体通过超声波焊接封装。
测得PCBA模块长度为60.35mm。
宽度为61.3mm。
厚度为24.93mm。
PCBA模块上下覆盖散热片,散热片粘贴绝缘胶带。
拆掉散热片,除内侧贴有绝缘胶带外,模块也覆盖麦拉片进一步隔离绝缘保护。
麦拉片上还贴有铜箔帮助导热。
PCBA模块正背面器件均打胶帮助加固保护和导热。
将导热胶清理干净,板子正面器件布局十分紧凑,整流桥还配有专门的散热片帮助散热,并使用螺丝固定在一起。
主板背面设有PFC控制器、PFC开关管、初级主控芯片、初级开关管、光耦以及同步整流控制器等器件。
模块前端一览,右侧设有保险丝、压敏电阻、安规X2电容以及两颗共模电感,中间布局整流桥。
延时保险丝外套热缩管绝缘保护。
用于输入端过压保护的压敏电阻,规格为10D561K。
共模电感双线绕制,用于滤除EMI干扰。
安规X2电容来自松田电子,容量0.47μF。
共模电感两级设计,另一颗扁平铜带绕制。
整流桥型号GBU610,规格为6A 1000V。
板子一侧整齐布局PFC升压电感、滤波电容、滤波电感以及三颗高压滤波电解电容。
滤波电感特写。
两颗薄膜滤波电容来自塑镕,为CBB21B系列,规格为1μF 450V。
PFC控制器来自杰华特,型号JW1962O,这是一款具有高电压精度的恒压控制器,适用于单级升压功率因数校正(PFC)应用,该芯片的恒定导通时间控制策略保证了高功率因数,无需输入电压检测电路,简化了系统设计,节省了损耗。单绕组过零检测和内部补偿技术进一步精简外围电路,节省空间。
同时该芯片具有轻载降频及Burst模式,提高了轻载效率。另外,其电感电流临界导通模式降低了开关损耗,提高了EMI性能并大大提高了效率。JW1962O还具有多重保护功能,大大提高了系统的安全性和可靠性,包括VCC UVLO、ISP过压保护、开路反馈保护、FB过压保护和过温保护、二级输出OVP保护。
PFC开关管采用意法STL24N60M6,NMOS,耐压600V,导阻209mΩ,采用PowerFLAT 8x8 HV封装。
PFC升压电感特写,采用ATQ23磁芯,整个使用胶带严密包裹绝缘。
PFC整流管来自平伟,型号PBMUR5JE,是一颗超快恢复二极管,5A 600V,具有低正向压降,高浪涌电流能力,采用PS-277B封装。
三颗高压滤波电解电容均来自TEAPO智宝,规格都是420V27μF。
另一侧中间设有一颗蓝色Y电容。
输出端一览,设有主控芯片供电电容、变压器、固态滤波电容等,USB-C口母座采用协议小板焊接,在小板和变压器的夹缝区域设有同步整流管。
初级主控芯片来自杰华特,型号JW1515HA,是一颗高频QR氮化镓控制器,工作在准谐振模式下,其采用SSOP10封装,频率限制为170kHz,芯片采用负压电流采样,具备精确的6V驱动电压,可直驱氮化镓器件。支持7.5-90V宽电压供电,无需外置稳压和第二辅助供电绕组即可满足宽电压输出,有效节省空间。
杰华特 JW1515HA 详细资料。
充电头网拆解了解到,杰华特JW1515HA此前还被LG 65W USB-C氮化镓快充充电器、公牛67W 3C1A氮化镓桌面充电器、公牛65W 1A1C氮化镓充电器、公牛67W 3C1A氮化镓快充插座等产品采用。
初级开关管采用一颗氮化镓功率器件。
主控芯片供电电容同样来自智宝,规格为100V10μF。
一颗三极管丝印2383,用于供电稳压。
变压器特写,外套塑料壳隔离保护。
两颗1009光耦用于输出电压反馈和保护。
蓝色Y电容特写。
同步整流控制器来自杰华特,丝印JWJ9J,实际型号为JW7726B,是一颗同步整流控制器,支持ACF主动钳位、DCM、QR准谐振以及CCM反激的同步整流控制器,具备快速关断能力。支持高侧和低侧应用,具有低待机电流。在启动过程中(VCC建立之前)能有效防止门极gate被耦合至开启电压。
杰华特 JW7726B 资料信息。
两颗同步整流管来自威兆半导体,型号VSP003N10HS-G,NMOS,耐压100V,导阻为3.8mΩ,采用PDFN5*6封装。
威兆半导体 VSP003N10HS-G 资料信息。
充电头网拆解了解到,威兆MOS管广泛应用在充电器、无线充、车充、充电宝、储能电源等各个方面,并被华为、小米、紫米、三星、OPPO、VIVO、魅族、努比亚、倍思、公牛、网易智造等知名品牌的数十款产品采用,产品质量获得客户一致认可。
两颗输出滤波固态电容来自绿宝石,规格均为25V680μF。
将小板拆下,板子背面设有协议芯片和输出VBUS开关管。
小板正面焊接USB-C接口母座。
协议芯片采用英集芯IP2723T,该芯片已通过USB IF协会PD3.0 PPS认证,TID:3135,是一款集成多种协议、用于USB输出端口的快充协议IC。支持多种快充协议,包括USB TypeC DFP、PD2.0/3.0、PPS 、HVDCP QC4、QC4+、QC3.0/2.0、FCP、SCP、AFC、MTK PE+ 2.0/1.1、Apple 2.4A、BC1.2以及三星2.0A。右侧为USB-C母座的TVS保护管,用于静电保护功能。
可为适配器、车充等单向输出应用提供完整的TYPE-C解决方案。此外IP2723T具备高集成度与丰富功能,在应用时仅需极少的外围器件,有效减小整体方案的尺寸,降低BOM成本。
英集芯IP2723T资料信息。
输出VBUS开关管来自威兆半导体,型号VS3698AE,NMOS,耐压30V,导阻3mΩ,PDFN3333封装。
威兆半导体 VS3698AE 详细资料。
全部拆解一览,来张全家福。
充电头网拆解总结
最后附上GPD 100W氮化镓充电器的核心器件清单,方便大家查阅。
GPD 100W氮化镓充电器采用经典直板白壳简约风格设计,虽然为美版,但是支持100-240V全球宽电压输入,并且通过了FCC、PSE、ETL认证以及VI级能效认证。充电器支持QC3.0、PD3.0、FCP、SCP、AFC、PPS多个快充协议,最大输出100W,性能和兼容性都不错,可以满足包括GPD在内的各大品牌笔记本、手机等设备快充需求。
充电头网通过拆解了解到,充电器基于PFC+QR电源架构设计,采用了杰华特JW1962O+JW1515HA+JW7726B全套电源方案,并搭配意法和威兆等知名厂商功率器件,使用英集芯IP2723T协议芯片控制输出。智宝以及绿宝石品牌滤波电容进行滤波,用料扎实可靠。PCBA模块整体打胶以及覆盖散热片进行散热,绝缘措施做得也很到位。
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