聊一款华为65W PD充电器

每次出门旅行，下面这些东西都会陪伴着我：
它们的存在给我的工作和生活带来了方便，但也常使我心生烦恼，一为背包的杂乱，二为沉重的负担。只要有可能，我就给自己减负，外出时间不久就不带移动电源和电脑电源；电脑 USB 口可以给手机供电，所以手机充电器有时也不用带，充电线却是必须留着；偶尔有一些事情在手机上也可以做，所以有时就不带电脑出门。办法很多，用着却是烦恼，哪有不多想就行的省事啊？
当我还在烦恼着的时候，同事的桌面已经变成这样了：
一台电源，一条线，简单，整洁，既能连电脑，又能充手机，捷足先登的他已经用上了这台华为电源：
这是一台使用 USB Type-C接口、PD协议的开关电源，华为制造，型号：HW-200325CP0；输入：100-240VAC；输出：5V2A/9V2A/12V2A/15V3A/20V3.25A，下图是用POWER-Z测出的 PD3.0 支持清单：
用它为同事的电脑充电，测得的电压为 19.619V，电流为 1.6665A，长线传输带来的影响清晰可见：
我真希望自己的手机已经用上了Type-C 接口，可惜这还没有变成现实。因为我现在用的是iPhone 6S，要用这台电源给它充电就要费一点周折，但是利用 POWER-Z的转换也能实现：
它支持什么快充协议呢？使用 POWER-Z 也能看出来：
把我的电脑配用的电源和这台电源放在一起比较，心里会有一点别扭，两者差别太大了：
它们的体积之比为 2:3，最大输出功率则同为 65W，这还没有考虑那些线缆的部分，相比我的电源就太省心了。
防水设计也是这台电源很贴心的地方，它的盖板在生产过程中会与主壳体完全融合在一起，想分开它们会很不容易，好在这事不用我来做，同事那里有拆开了的样机：
完全连接的外圈经过破拆便全是伤痕，而它原来的清纯样子却可在下图中看到：
机壳里的整个模组是用散热铜皮包裹着的，铜皮会与外壳紧紧地贴合，好让热量顺利外散。
生产中的模组都会被灌胶，但在灌胶之前是这个样：
灌胶以后就模样大变：
拆下散热铜皮，它便全裸了：
这个过程让胶体有了一些破损，但又有什么关系呢？现在 USB Type-C 端口外包覆着的一块海绵状胶垫可以被清晰地看到，其作用应该是避免胶体从端口溢出去破坏机体的外观。
完全包覆住主体的胶体对于发热元件的散热作用应该是很好的，它能让各处温度趋于一致，并能快速通过外壳均匀地散发出去，对提高元件可靠性、延长整机寿命作用巨大，还为提高整体抗摔能力加分不少。如果机体遇水，从 USB 口进入的水分也根本没有可以渗透的路径，离开水体以后只需稍加甩动，口部留存的水分即可彻底排出，此时如果立即加电使用，你也用不着担心漏电、烧毁等问题的发生。
如果没有铜皮也没有灌胶，原生态的主板便是这样的：
左半部是高压前端电路，保险丝、防雷抗冲击的压敏电阻、小容量（470pF）的串联双Y电容（可规避单点失效带来的危险；漏电流很低）、彻底阻断开关噪声外泄路径的两级共模滤波，用料十分充足。
左侧有条码的金属片是散热用的，底部靠边的开关管用螺钉和螺母与之固定在一起，它的下部有两个插脚经 PCB 导通孔插到了另一面并和主板焊接在一起，非常结实。
散热片遮盖着的是变压器的主体部分，上方露出来的 PCB 板提示这是一块平板变压器，它旁边的骨架延伸到了蓝色的 Y 电容和压敏电阻之间，安装 USB 接口的女儿板也受着它的支撑，完全是一个定制品的模样。
顶部有红色标识的两只 680µF25V 输出电容给我特别漂亮的感觉，可惜所有的美丽在灌胶以后就被秘藏了，最终的用户恐怕永远也没有机会欣赏到。
从这个视角可以看到变压器的底部是悬空的，塑胶骨架将磁心和平板线圈高高举起，底部空出来的空间可以布置其他元器件，而 RT7207 就在那里，不把变压器拆下来是不可能直接看到的。
这是主板的背面，左上角是两片分立的整流桥，这样做对散热有利，当然成本也会比较高。底部中间的两颗大元件，左侧的是二次侧同步整流开关管，它的旁边是与之并联的续流二极管，分别来自英飞凌和 Diodes。本来同步整流的效率就很高了，并联二极管则可在同步开关不导通时起到续流作用，虽然成本提高了，但效率也相应得到提高。下表所示的效率数据来源于同事的测试记录，供有兴趣的读者参考：
要在一个极小的空间里提供最大的输出功率，高性能的元件、灌胶、铜皮散热等措施都用上了，可见华为在设计、用料上是一点都不含糊的，一切都以性能最佳化为准。拆解的最后还发现一个让我意外的事情，这块电源用的是四层板，我过去的经历中看到的用户们都在努力减少 PCB 的层数，华为却在这里反其道而行之，这让我很惊讶。
依我的性格，到了这里便不想往下拆了，因为不想破坏系统的完美，但为了看得更清楚，最后还是狠心下手开始了更大的动作。
主板上的重要部件都被拆下来了，放在左边的是 MOSFET开 关管及其散热片，管子是大厂 ST 的杰作。
放在右侧的是女儿板，USB 插座安装在上面，另有几个元件可实现输出的控制和过压保护功能。
平板变压器放在下侧，它左上角的缺口是最初提示我它完全属于定制品的原因。因为缺口的存在，82µF400V 电容的安装就很顺利了，而该电容的右侧引脚上还可以看到外套的胶套，显然是为了避免可能的触碰而设的，但是这个细节真的不容易被注意到，要这么做必然也是来源于丰富的风险预防经验。
在主板上取下变压器的地方露出了核心器件 RT7207 的尊容，由于极高的集成度，它的外围元件并不是很多。
在消费类电源产品上使用平板变压器，这在市场上恐怕是很少见的，今日有缘得见，就让我们从多个角度来欣赏一下它的外观吧！

安装好的变压器上有一胶纸条，大概是要在平板线圈和开关管之间形成一定的隔离作用，它在照相的时候已经被我揭开了，这样只是为了能看得更清楚些。
变压器的骨架考虑到了女儿板的安装问题，有专用的插槽供其插入，插入以后便极其牢靠，再加上与主板的连接，用户在插拔 USB 电缆时要想动摇其连接是非常困难的，这就让用户的使用安全和产品寿命都得到了保障。
从电气的角度而言，平板变压器是以全自动的方式制造出来的，不同器件相互之间的一致性非常好，在解决电磁兼容性问题方面有优势，还不用担心普通变压器可能存在的绝缘破损等问题，安全性上就有了保障。
从生产效率的角度来看，平板电压器的做作过程非常简单，可以高速复制，不像普通变压器那样可能成为供应链上的一个瓶颈，在满足市场需求上就不会有压力。从另一个角度看，特殊器件的定制在人力和成本的投入上通常都是很高的，华为人这么做，花费一定不会少。
这台电源的的控制部分是由 RT7786 和 RT7207 共同构成的，可到现在也还没有看到 RT7786 的身影，其实它就藏身在 82µF400V 高压电容下面，我们可以从下图的视角看到它所处的位置，但要看清还是不容易，因为它被定型胶完全覆盖了。
看不到 RT7786 的真容其实也没有什么关系，工程师看原理图会更有意义，下面便是它和 RT7207 一起构成的原理图，仅供参考，真实的实现总是需要加入更多的细节的，读者有需要时请与我们的工程师联络。

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