应用案例2023-05-04 15:29:18
深圳市聚泉鑫科技有限公司是一家国家级高新技术企业，自2009年成立以来，一直致力于消费类电子及电源类产品的IC芯片应用开发及电路设计。公司产品涵盖移动电源、车载充电器、PD氮化镓充电器、无线充电器等领域，整体技术面涵盖AC-DC，DC-DC，DC-AC的各类电源管理方案。同时也是国内知名芯片制造商英集芯、英诺赛科、硅动力、力芯微的核心代理商。
自小米推出迷你33W氮化镓快充后，Aohi、REMAX等品牌也先后入局，掀起了一股30W迷你充热潮，市场对这类快充的需求量明显提高。为此聚泉鑫近期设计了一套33W GaN快充方案并由睿元实业代工生产，以满足市场需求。这款充电器配置1A1C接口，兼容协议丰富，最大输出功率33W可以满足手机、平板等设备快充需求。下面我们就对其进行详细拆解，看看用料做工如何。
一、睿元33W氮化镓快充充电器外观
充电器采用PC材质白色外壳，腰身是亮面和哑光撞色设计，各面间过渡圆润使用手感好。
这款快充采用固定式国标插脚，腰身一面印有33W字样，表明输出功率。
输入端外壳上标注有充电器参数
型号：RY-U33
输入：100-240V~50/60HZ 0.8A
输出：
USB-C：5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A
PPS：3.3-11V3A
USB-A：5V4.5A、5V3A、9V2A、12V1.5A
双口输出：5V4.5A
制造商：深圳睿元实业有限公司
产品已经通过了3C认证。
顶面1A1C接口分别是黑色和橘红色胶芯，接口旁印有QC和PD快充标识。
使用游标卡尺实测充电器机身高度为37.74mm。
宽度为33.27mm。
厚度为33.34mm。通过三维可以算得充电器体积约为41.86cm³，功率密度为0.79W/cm³。
和苹果30W充电器直观对比，接口更多，体积优势也非常明显。
拿在手上的直观感受。
净重约为48g。
使用ChargerLAB POWER-Z KT002测得USB-A口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP协议，以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP快充协议。
使用KT002测得USB-C口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP协议，以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PE2.0、PD3.0、PPS快充协议。
此外C口还具备5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五组固定电压档位，以及3.3-11V3A一组PPS电压档位。
二、睿元33W氮化镓快充充电器拆解
将输入端外壳拆开。
PCBA模块打胶加固，高低压滤波电容均套有绝缘管保护。
使用游标卡尺测得模块长度为33.99mm。
宽度为26.62mm。
厚度为24.93mm。
模块采用三块小板组合焊接，连接小板还用来支撑USB-A母座。
输入端一览，保险丝设在输入小板背面，正面有NTC浪涌抑制电阻和共模电感。
蓝宝保险丝特写，额定电流2A。
NTC浪涌抑制电阻，用于抑制上电浪涌电流。
共模电感，用于滤除EMI干扰。
另一侧电容加套防火硅胶套保护。电容硅胶套是深圳市馨宝科技有限公司，用专业硅胶配方制造，具有良好的防火性能，耐压5000V以内匀安全无忧，为PD快充小型化，电器安全间隙、绝缘穿透距离、爬电距离等问题提供绝对保障，产品已被奥海等多家大型上市公司承认采用量产。
输入端小板背面除了保险丝，还有整流桥、主控芯片、氮化镓功率开关管以及光耦。
WRABS20MG整流桥，来自深圳市沃尔德实业有限公司。
两颗高压滤波电解电容均为深圳市昱光电子y.u.g品牌，规格都是400V 22μF。该系列电容采用环保钻石蓝配色，工作温度范围：-40℃~105℃，3000小时寿命，具备抗雷击、耐纹波、高频低阻等优势，可以为快充优化产品结构、提升组装工艺发挥作用。
我们了解到，昱光电子y.u.g品牌电容还被羽博65W 1A1C氮化镓充电器、智电电子30W 1A1C快充充电器、倍思20W超级硅充电器、麦多多47W 1A1C迷你氮化镓充电器、亿色迷你20W PD快充、海陆通20W PD快充等产品采用。
开关电源主控芯片为南芯SC3021D，支持170KHz GaN直驱，专为30W氮化镓充电器设计，在该方案下可采用ATQ17/15绕线式变压器，极具性价比。
据了解，南芯SC3021x满足各类高频QR快充需求，采用专有的GaN直驱设计，省去外置驱动器或者分立驱动器件；集成分段式供电模式，单绕组供电，无需复杂的供电电路；内置高压启动及交流输入Brown In/Out功能，集成了X-cap放电功能。
我们了解到，南芯快充芯片可应于充电器、车充、移动电源、储能电源等产品，此前已被安克PowerHouse II 400户外电源、羽博300W便携式储能电源、三星45W PD快充车充、紫米20号200W PD快充移动电源、紫米65W 2C1A桌面PD快充、安克Nano 20W PD快充充电器等数十款产品采用，品质获得客户高度认可。
氮化镓功率芯片采用英诺赛科INN650DA04，耐压650V，导阻480mΩ（max），具备高频高效、极低损耗、快速主动散热等特点，同时采用DFN5*6封装，实现小体积、高效率。
英诺赛科INN650DA04资料信息。
INN650DA04是InnoGaN系列第二代新品，此前已被REMAX 30W氮化镓快充采用。第一代氮化镓功率芯片INN650D02此前已被品胜65W 2C1A氮化镓快充、红魔手机6 Pro标配120W PD氮化镓快充、尚巡120W氮化镓适配器、REMAX 100W氮化镓充电器、摩米士100W 2A2C氮化镓快充、努比亚65W USB PD氘锋氮化镓快充、飞频65W PD氮化镓充电器、魅族65W氮化镓充电器、Lapo 65W PD氮化镓快充充电器、ROCK 65W 2C1A氮化镓快充等多款产品采用，芯片质量获得市场认可。
变压器使用绝缘胶带严密包裹，据了解。变压器供应商为深圳市金尚电子科技有限公司提供，主营充电器类高频变压器。深圳、河源均有生产基地，多款自主研发开模磁芯骨架，小体积大功率为该公司主导设计生产理念，产品广泛应用于手机充电器，氮化镓充电器。
OR-1009光耦特写，用于初级次级通信，反馈输出电压。
输出端一览，两个USB母座分别焊接在两块小板上。
将模块拆分开，并将硅胶清理干净。
输出小板一面设有两颗滤波固态电容。
另一面设有同步整流控制器、整流管、协议芯片以及两颗输出VBUS开关管。
同步整流控制器采用杰华特JW7726B，支持CCM、DCM、QR和ACF模式，在振铃期间能有效防止同步整流MOSFET的误开通；具有快速关断能力以便能兼容CCM；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。据了解，目前JW7726系列产品累计发货量已接近千万颗。
杰华特JW7726B资料信息。
同步整流管采用谷峰GT52N10，耐压100V，DFN5x6封装。
谷峰GT52N10资料信息。
输出滤波固态电容来自JSH益阳万京源，规格为25V 220μF。
另一颗也是来自益阳万京源，规格为25V 470μF。
协议芯片采用英集芯IP2726，用于1A1C接口输出电压控制。IP2726是一颗集成多种协议、用于USB输出端口的快充IC，支持Type-C DFP、PD2.0/3.0、PPS、QC4+、QC2.0/3.0、FCP、AFC、SCP、MTK PE+、Apple2.4A、BC1.2以及三星2A等协议。具有高集成度和丰富的功能，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。
我们了解到，英集芯IP2726已经通过了高通QC4+认证，拿到了中国大陆地区第一张QC4+认证证书。
我们了解到，英集芯IP2726此前已被AUKEY 65W 1A1C氮化镓快充充电器、RAVPOWER 90W双USB-C口PD快充充电器、斯泰克100W双USB-C口氮化镓充电器、麦多多30W 1A1C USB PD快充充电器、坤兴18W USB PD3.0 PPS快充充电器等产品采用。此外，英集芯的其它系列快充芯片也获得小米、华为、三星等客户的高度认可。
输出VBUS开关管特写，丝印CWT3121AP。
另一颗CWT3121AP开关管。
USB-C母座，过孔焊接。
全部拆解完毕，来张全家福。
拆解总结
睿元这款33W氮化镓快充设计风格简约，而与这种简约风相反的是兼容丰富的快充协议，支持QC、AFC、FCP、SCP、PE2.0、PD3.0、PPS多个市面主流快充协议，具备5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五组齐全电压档位，具备3.3-11V3A PPS电压档位，整体性能强悍。支持华为22.5W快充，同时也能满足小米、苹果、三星等品牌手机快充需求。
我们了解到，由聚泉鑫设计的这个DEMO整体尺寸做到了33.99 × 26.62 × 24.93mm，功率密度达到了1.46W/cm³之高，做得非常小巧。其采用三块小板组合焊接设计，其中连接小板上设USB-A母座，巧妙解决了迷你双口快充的母座布局问题。另外整个模块打胶加固，全部滤波电容套有绝缘胶套，初次级间设有隔离板。
充电器采用南芯SC3021D主控搭配英诺赛科INN650DA04氮化镓功率芯片，以及杰华特JW7726B搭配谷峰同步整流管组成开关电源，采用英集芯协议芯片IP2726控制双口输出电压，实现33W氮化镓快充核心器件的全国产化。INN650DA04是InnoGaN系列第二代新品，英诺赛科基于该器件推出了新的30W氮化镓快充DEMO板，助力30W迷你快充市场发展。
