随着5G大数据时代的到来,智能家居成为了当下炙手可热的话题。作为人机交互必不可少的枢纽,智能音箱市场迅速兴起,小米、百度、阿里、华为、谷歌、亚马逊等品牌均推出了相关的产品。而作为智能音箱品类首个销量突破1000万的国内品牌,天猫精灵更是深得用户青睐。
2019年9月25日正式发布的天猫精灵CCL,搭载全新的AliGenie系统,在外观、人机工程、声学等方面为行业带来了全新升级。同时天猫精灵CCL还可连接60多个品类、900余品牌、3600多个型号等各类家用电器。
同时,为了满足天猫精灵CCL大屏幕的供电需求,专门为其配备了一款18W的电源适配器,规格为12V/1.5A。充电头网也了解到,天猫精灵CCL原装电源适配器有多家代工厂,今天为大家带来的是天猫精灵CCL原装18W适配器(辰阳版)的拆解。据了解,这款电源适配器用PSR方案首次同时解决了输出精准OVP以及PK load等问题。
一、天猫精灵原装18W适配器外观
本次拆解的这款天猫精灵原装适配器采用纯白色PC材质外壳,线缆与适配器机身为一体设计。适配器呈扁平椭圆形,体积小巧不占空间;自带的线缆采用圆头连接器。
标配的国标AC插脚,不可折叠设计。作为天猫精灵的配件,基本上为室内使用,所以采用了线缆和适配器一体的设计,节约成本。
在适配器和充电线连处采用加粗、抗弯折处理。
从机身侧面来看适配器呈楔形。
在适配器的插脚侧印着参数信息。型号:CYLDA18-120150C;输入:100-24V~ 50/60Hz 0.5A;固定电压输出:12V/1.5A,已经通过了CCC认证。适配器的代工厂为江苏辰阳电子有限公司。
电源接口特写。
这款适配器的净重约为85g。
二、天猫精灵原装18W适配器拆解
适配器的外壳采用超声波焊接,可以从顶部将其无损打开,输出电源线直接焊接在PCB上,并通过注胶处理。
取出内部的PCBA模块正面布满插件元器件,空隙均通过注胶填充。
PCB板背面使用一块塑料绝缘板置于初级和次级之间。
PCB板有镂空处理,背面看起来非常简洁,除了输入整流桥之外,初级侧和次级侧均采用内置MOS管的IC控制。
来自GlobalSemi环球半导体的PWM主控芯片G5238MK。这是一款高性能的AC/DC电源控制器,它采用数字控制技术构建峰值电流型PWM反激电源。该芯片在准谐振模式下工作,以提供高效率和一些关键的内置保护功能,同时最小化外部元件数量,简化电磁干扰设计,降低总材料成本。同时该芯片也可以在峰值功率模式下运行,瞬时峰值功率高于最大连续输出功率,而无需增加设计成本和尺寸。
此外,环球半导体G5238MK消除了对二次反馈电路的需求,实现了良好的线路和负载调节。它还消除了在维护时对回路补偿元件的需求所有操作条件下的稳定性。内置的功率限制功能可在通用离线应用中优化变压器设计,并允许宽输入电压范围。环球半导体创新的专有技术确保用G5238MK制造的电源在典型应用中既能达到最高的平均有源效率,又能以紧凑的外形系数实现快速的动态负载响应。
CFG Pin精准输出OVP保护和CDC配置:
常见的PSR方案输出OVP功能,通过在输出反馈采样管脚内置过压比较器COMP实现,与内部误差放大器同步检测反馈电压。
数字PSR方案设计了外部可配置精准输出OVP功能的CFG管脚,是独立于反馈电压采样的额外提供的反馈电压检测, 实时检测反馈电压幅值,通过内部集成的OVP比较器COMP1与输出过压阈值1.015V比较,一旦检测到的反馈电压高于阈值,即发出基于CFG OVP Shutdown信号关闭电源输出。输出过压值通过CFG外接分压电阻比例精准可调。
同时CFG管脚可配置输出线缆补偿大小。在系统上电启动时,初始化完成后,接通S1,系统内部通过采样预置电流ICFG流过CFG连接的电阻产生的电平,与比较器COMP1比较得到输出线缆补偿(CDC)等级。
在不增加任何成本的条件下输出12V精准OVP有效控制在16V内,从而有效的保护终端设备的安全,提升了系统的可靠性!
峰值功率模式和输出限流:
如网络设备、音响、马达等应用均有瞬时峰值功率要求。这些应用要求在短时间内比正常连续恒压(CV)模式工作更高的峰值功率。该电源根据热设计具有连续的输出功率范围,然而在短时间内,该电源可以在峰值处工作以提供达到最大峰值功率水平的输出功率。这就允许电源在尺寸上可以更紧凑,而不会为了热考虑而过度设计组件和PCB板尺寸。
在CV模式下将输出电压调节到期望值工作时,该电源实时预估输出功率和电流。峰值功率模式是在电源工作在CV模式下输出电流在OCP1和OCP2两个限流点之间。
VPK为数字逻辑控制单元产生的一组8bit数字信号,通过DAC单元转换成Isense比较阈值VIPK(模拟电平0.230V~1.000V),以实现峰值电流工作模式和逐周期限流检测。
峰值功率模式最大限流点OCP2由VIPK最大阈值(1.000V)设定,CV模式最大限流点OCP1由OCP2的一定比例设定(OCP1=K*OCP2,K=0.666)。
该电源工作在CV模式时,输出电流低于OCP1,VIPK变化范围为0.230V ~ K*1.000V,并且通过Isense比较器实时检测负载变化,当检测到输出电流超过OCP1,启动峰值功率模式定时器,并且将VIPK阈值上限调整为1.000V,这时该电源可以在由峰值功率模式定时器设定时间内(40ms)以峰值功率模式工作,并且过流点为OCP2。
如果这种重载持续时间长于峰值功率模式定时器设定时间,则该电源判定检测到故障并关闭。此外,OCP2在不同条件下对最大输出电流提供了严格的限制。在异常重负载、输出低阻抗或输出短路的情况下,该电源将输出电流限制到OCP2等级,然后在峰值功率模式定时器到期时关闭电源。
最大限流点OCP2由如下公式得出:
次级同步整流芯片同样来自环球半导体,型号IW7708C,内置80V耐压MOS管和控制器,外围元件精简。
环球半导体IW7708C详细规格资料。
输入整流桥。
PCB板正面输入端设有压敏电阻、保险丝、浪涌抑制电阻等器件;输入滤波采用了两颗电解电容。
压敏电阻特写。
浪涌抑制电阻特写。
规格为400V 12μF的电解电容。
另一颗电解电容规格为400V 15μF,两颗并联,总容量27μF。
次级侧设有一颗输出滤波电容,顶部套着绝缘套,电容旁边就是输出线缆。初级和次级之间使用一块塑料绝缘档板隔离,增加绝缘性能。并在初级和次级之间设有一颗输出抗干扰的Y电容。
输出滤波电解电容规格为16V 1500μF。
Y电容特写。
变压器旁边设有一颗PWM芯片供电电容。
PWM芯片供电容来自XHC品牌,规格50V 4.7μF。
变压器使用马拉胶带缠绕,并贴有标签信息。
天猫精灵CCL原装18W电源适配器全部拆解完毕。
充电头网拆解总结
天猫精灵CCL原装18W电源适配器体积小巧,自带电源线,固定12V输出,18W的功率可以满足天猫精灵CCL大屏幕的用电需求。充电头网通过拆解发现,辰阳代工的这款电源适配器内部用料非常精简,除了必要的阻容、变压器等元器件外,整个PCB板AC-DC部分只使用了两颗芯片。
其中初级侧采用的是环球半导体的原边反馈高集成主控芯片G5238MK,次级侧同样为环球半导体的同步整流芯片IW7708C,两颗芯片均采用内置MOS设计,从而大大简化了PCB板外围器件数量,达到节省BOM及系统应用成本,加速产品量产上市的目的。
充电头网了解到,环球半导体(Global Semiconductor)公司创立于2012年,核心技术团队来自国内外著名半导体公司,均拥有13年以上的电源管理IC研发与系统应用的历练。公司与西安电子科技大学微电子学院,华南理工大学建立了联合研发实验室。公司将先进的电源管理系统架构设计、半导体制程工艺、封装工艺三者融合,在多方面取得技术突破,产品居于国际功率IC设计的前沿水平。
公司将持续专注高品质电源管理IC的设计开发,并致力于GaN—Driver-IC设计应用,SiC-MOSFET的设计和量产。广泛应用于5G终端设备、移动通讯设备、消费类电子、网络通讯、工业控制及医疗设备的供电管理系统等领域。
GlobalSemi同时还是全球第一家在数字电源IC上采用0.18μm高压BCD工艺制程的半导体设计公司(发明类专利技术),突破了PSR芯片的生态技术,并得到市场应用的认可。
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