广告
广告
知名品牌65W电源适配器拆解:目前主流的快充方案是如何设计的?
您的位置 资讯中心 > 产品拆解 > 正文

知名品牌65W电源适配器拆解:目前主流的快充方案是如何设计的?

2024-12-20 16:59:57 来源:半导体器件应用网 作者:廖正世

【哔哥哔特导读】快充技术的发展让电量焦虑成为过去式,多协议适配器让用户出门只需携带一个充电器。本次Big-Bit拆解为大家呈现一款知名品牌的65W多协议快充适配器,深入剖析其元器件选型和内部电路设计。

“电量焦虑”几乎成了当下每个人都需要面对的问题。无论是长时间使用手机,还是外出办公时依赖笔记本电脑,我们总会面临电池电量不足的尴尬。

然而,受限于设备本身的体积和当下电池技术的瓶颈,电池容量无法显著突破,快速“补电”成为了眼下解决电量焦虑的最切实可行的解决办法。

也正因为如此,快充技术近年来得到了迅猛发展。从最初的5W慢充,到18W、30W,再到如今的65W甚至更高功率,电源适配器的技术不断突破。

本次Big-Bit拆解将为大家带来一款某知名品牌推出的一款65W快充电源适配器。这款产品不仅支持多协议,兼容手机和笔记本电脑,更以其小巧的设计和强大的性能备受关注。

为了揭开它的技术奥秘,我们对这款电源适配器进行了详细拆解,深入研究其内部元器件的选用和电路设计方案,看看它是如何实现快速、高效充电的。

某知名品牌电源适配器介绍

65W电源适配器

电源适配器外壳材料采用耐高温阻燃PC塑料。

65W电源适配器

电源适配器上有凹槽设计,方便插拔;尾部自带输出线,并且在线材和电源适配器连接处做了抗弯折设计。

65W电源适配器

USB-C输出端同样做了抗弯折设计,且印有3.3A字样,表示线材最高可通过3.3A电流。

65W电源适配器

电源适配器背面65W标识以及手机、电脑适配标识。

65W电源适配器

某知名品牌65W电源适配器基本信息:

输入:100-240V~50/60Hz,1.8A

输出:5V2A、9V2A、12V2A、15V3A、20V3.25A

某知名品牌电源适配器拆解

65W电源适配器

将电源适配器电路板从外壳中取出,可以看到其电路模块。

65W电源适配器

电源适配器电路板正面覆盖了一块金属散热板,同时用胶带做绝缘保护。

65W电源适配器

电源适配器电路板背面同样有一块金属散热板。

65W电源适配器

在初级开关管部位有一块独立的金属散热板辅助其散热。

65W电源适配器

将电源适配器背面散热板揭开,可以看到相关元器件上有打胶处理,也是辅助相关元器件散热用。电源适配器一般发热比较严重,且发热也将影响到充电的效率,因此在散热方面需要做的比较好。 

将胶处理干净后可以看到相关元器件。

65W电源适配器

在电源适配器电路板正面可以看到初级开关管、变压器、共模电感、保险丝、压敏电阻、电容等相关元器件。

65W电源适配器

在电源适配器电路板背面可以看到整流桥、开关电源IC、光耦、充电协议芯片、整流开关管、VBUS开关管等相关元器件。

输入保护和滤波整流电路

65W电源适配器

规格为3.15A,250V的保险丝,起过流保护作用。

65W电源适配器

压敏电阻和热敏电阻,防雷击和浪涌。

65W电源适配器

两颗共模电感和一颗电容,用来抗EMI干扰。

65W电源适配器

两颗整流桥来自MCC(美微科),型号为TBS30M,规格为1000V 3A。

整流桥用来将输入的交流电整流为直流电。

65W电源适配器

四颗规格为27μF,400V的高压电容来自CapXon,用来滤波。

反激电路初级侧

初级开关管

65W电源适配器

该电源适配器的初级开关管来自上海贝岭,型号为BLS65R380,封装形式为TO-220。

BLS65R380是N沟道增强型MOSFET,采用先进的超级结技术制成,可降低传导损耗,提高开关性能。该MOSFET适用于SMPS、高速开关和通用应用。

其主要规格参数为:

VDs=700V

ID=11A

Rdson=0.33Ω

dv/dt=15V/ns

RJC=1.25℃/W

其具有快速开关、100% 雪崩测试、改进的dv/dt 能力等特点。

65W电源适配器

初级开关管主要配合开关电源IC进行直流斩波。

开关电源IC

65W电源适配器

开关电源IC来自芯朋微,型号为PN8212W,封装形式为SOP-7。

PN8212内部集成了电流模式控制器和高压启动模块,专用于高性能的快速充电开关电源。

PN8212根据输入电压、输出电压和负载自适应切换QR-Lock Mode、PFM和BM工作模式,多模式调制技术和特殊器件低功耗结构技术实现了全负载范围内的高效率和低待机功耗,同时避免了高压输入时开关变换器进入CCM模式工作,降低次级整流管的电压应力。

65W电源适配器

开关电源IC在该电源适配器电路中主要用于通过PWM信号控制初级开关管的通断时间,从而稳定输出电压和电流。

65W电源适配器

变压器特写。

光耦

65W电源适配器

光耦来自光宝,型号为LVT-1008,封装形式为SOP-4。 光耦在该适配器电路中主要用于给开关电源IC提供电压反馈。

光耦在该电源适配器电路中主要用于给开关电源IC提供电压反馈。

反激电路次级侧

同步整流开关管

65W电源适配器

同步整流开关管来自上海贝岭,型号为P12N10GL,封装形式为SOP-8。

BLP12N10GL是N沟道增强型功率MOSFET,采用先进的双沟槽技术,可降低传导损耗并提高开关性能。此器件适用于同步整流器和高速开关应用。

其主要参数:

VDS=100V

ID=12A

Rdson=10mΩ。

其主要特点如下:

  • 低导通电阻·
  • 低栅极电荷·
  • 低反向传输电容·
  • 高雪崩坚固性·
  • RoHS产品

65W电源适配器

同步整流开关管主要用来将通过变压器降压后的交流电整流为直流电。

同步整流IC

65W电源适配器

丝印为61Cq2的同步整流IC,主要用来控制同步整流管完成次级侧同步整流工作。

协议输出电路

充电协议芯片

65W电源适配器

协议芯片来自南芯,型号为SC2151A,封装形式为QFN-16。

SC2151A是一款集成CC/CV环路控制,内置环路补偿的Type-C/ PD和DPDM快充控制器, 它符合最新的Type-C和PD 3.0协议标准,并且支持DPDM接口的专有高压快速充电协议。

SC2151A支持多种保护机制,包括过压保护、欠压保护、过流保护、短路保护、过温保护、DP/DM引脚过压保护、VCONN过压保护、VCONN过流保护、VCONN短路保护等,有效保证了系统的稳定可靠运行。SC2151A采用16-pin QFN封装。

协议芯片主要用于根据不同协议调节输出功率。

输出VBUS开关管

65W电源适配器

输出VBUS开关管来自平伟实业,型号为D40N03HL,封装形式为DFN3*3。

D40N03HL是一颗N沟道功率MOSFET,其Vds=30V;ID=40A;Rdson=4.7mΩ。

主要配合协议芯片实现输出电压转换。

65W电源适配器

规格为680μF,25V的输出滤波电容,来自Acon。

65W电源适配器

规格为470μF,25V的输出滤波固态电容。

65W电源适配器

以上为本次电源适配器拆解的全过程,最后放一张全家福。

Big-Bit拆解总结

通过此次拆解我们发现该知名品牌65W电源适配器的电路设计方案用到的是SSR反激电路+协议输出电路组成。

其中主要的元器件有初级开关管,开关电源IC、变压器、光耦、同步整流IC、同步整流开关管、协议芯片和VBUS开关管,其大致电路图如下:

65W电源适配器

▲SSR反激电路+协议组合电路 图源:上海贝岭

目前SSR反激电路+协议组合的设计方案已经成为当前市面上电源适配器的主流设计方案。该方案能做到18-120W左右的功率范围,并且通过协议芯片可以适配不同设备的充电协议,调整输出功率。这也使得该电源适配器方案能适配手机、笔记本等多设备、多协议充电。

65W电源适配器

▲SSR反激电路方案电路 图源:上海贝岭

并且,相较于此前主流的SSR反激电路方案,增加了同步整流电路,使用同步整流MOS替代二极管进行次级侧整流,大大减少了整流损耗。同时,增加的VBUS开关管也能在输出端进行保护和调节,安全系数更高。

可以看到随着电源适配器的设计方案的迭代,使用到的MOS管也随之增多;并且随着电源适配器功率的不断增加,对于MOS管的性能需求也在提高。

以该知名品牌电源适配器所使用的SSR反激电路+协议组合电路设计方案举例,其对于初级开关管的需求有:高击穿电压、低内阻、低开关损耗、低热阻、低di/dt和dv/dt等;对于同步整流MOS和VBUS开关管的需求有:高击穿电压、低内阻、低热阻、高雪崩耐量、短路电流能力强等。

此次拆解的知名品牌的65W电源适配器中所使用到的来自上海贝岭的初级开关管和同步整流开关管对于上述需求都能较好的满足。

在功率器件领域,上海贝岭有着深厚的技术积累和卓越的市场表现,其目前主要的功率器件产品包括IGBT、Trench MOS、SGT、HV SJMOS、HV VDMOS和第三代半导体MOSFET等多个门类。

在电源适配器产品应用中,对于初级开关管,上海贝岭还提供以下符合需求的产品选型:

65W电源适配器

在同步整流开关管和VBUS开关管方面,上海贝岭还有以下产品可供选择:

65W电源适配器

65W电源适配器

此外,在初级侧开关电源IC方面,得益于上海贝岭将功率器件和IC的整合,其还有着集成度更高的ME8138: 高性能电流模式 GaN驱动控制器、ME8128: 高性能离线QR GaN反激变换器等元器件选型。

65W电源适配器

65W电源适配器

这两款IC内部都合封有650V氮化镓,集成度更高,在布板方面能节省更多的空间,GaN功率器件的应用也能使得整个电路设计方案中发热量更小。

本文为哔哥哔特资讯原创文章,未经允许和授权,不得转载,否则将严格追究法律责任;

阅读延展
电源适配器 开关管 电路
  • PI推出新款精准稳压多路输出GaN电源IC

    PI推出新款精准稳压多路输出GaN电源IC

    相较于传统的两级架构,这款新GaN电源IC采用750V PowiGaN™氮化镓开关管、零电压开关(无需有源钳位)和同步整流技术,且无需使用单独的DC-DC变换级,可精简PCB元件数目,效率提升实现高达10%。

  • 磁性元器件变比如何影响LLC电路的高效特性

    磁性元器件变比如何影响LLC电路的高效特性

    在新能源浪潮下,LLC 电路备受瞩目,但其高效特性与电压局限并存。磁性元器件变比究竟如何影响其高效特性?浙江大学王正仕副教授为我们揭开谜底。

  • 优化简易PCB电路板的大规模测试,提高生产效率

    优化简易PCB电路板的大规模测试,提高生产效率

    本文探讨了制造商在PCBA(印刷电路板组件)电路板批量测试环节中所面临的种种挑战,并揭示了创新技术如何重塑电子制造业的格局。

  • 现代化制造策略推动ICT在线测试持续精进

    现代化制造策略推动ICT在线测试持续精进

    印刷电路板组件(PCBA)制造商依靠在线测试(ICT)系统来检测制造工艺和元器件中存在的缺陷。制造商倾向于使用 ICT 系统来测试电子组件,因为这种系统不仅易于编程、能够轻松识别各种故障,还具有测试吞吐量高、误报率低以及故障诊断准确度高等诸多优势。

  • Power Integrations推出1700V氮化镓开关IC,  为氮化镓技术树立新标杆

    Power Integrations推出1700V氮化镓开关IC, 为氮化镓技术树立新标杆

    美国加利福尼亚州圣何塞,2024年11月4日讯 – 深耕于高压集成电路高能效功率变换领域的知名公司Power Integrations(纳斯达克股票代号:POWI)今日推出InnoMux™-2系列单级、独立调整多路输出离线式电源IC的新成员。新器件采用公司专有的PowiGaN™技术制造而成,是业界首款1700V氮化镓开关IC。

  • 铭普推出高性能隔离变压器,助力储能革命

    铭普推出高性能隔离变压器,助力储能革命

    数字隔离器是一种专用芯片,用于在数字信号传输过程中隔离噪声信号,从而确保有用信号的完整性。它实现了不同通信电路模块之间,以及通信模块与用户之间的安全隔离。

  • 适用于多模块并联均流的矩阵变压器设计

    适用于多模块并联均流的矩阵变压器设计

    在航空低压大电流场合,常采用模块并联来满足输出功率,提高系统可靠性。在并联系统中,首要需要考虑系统的均流特性,保证系统的可靠运行。传统的均流方式主要是外加均流电路对模块进行均流。

微信

第一时间获取电子制造行业新鲜资讯和深度商业分析,请在微信公众账号中搜索“哔哥哔特商务网”或者“big-bit”,或用手机扫描左方二维码,即可获得哔哥哔特每日精华内容推送和最优搜索体验,并参与活动!

发表评论

  • 最新评论
  • 广告
  • 广告
  • 广告
广告
粤B2-20030274号   Copyright Big-Bit © 2019-2029 All Right Reserved 大比特资讯 版权所有     未经本网站书面特别授权,请勿转载或建立影像,违者依法追究相关法律责任