拆解报告:宜家20W 2A1C氮化镓快充延长线插座
来源:充电头网发布时间:2021-09-18338浏览
询问 AIiPhone 12的发布带动了20W快充市场的发展,时隔一年,今年发布的iPhone 13从官网上相关信息来看也是支持20W快充并且不附带充电器,这样一来市场对20W快充相关产品就依旧保持高需求。
近期充电头网拿到了 宜家一款20W氮化镓快充延长线插座,机身造型设计上很像86面板,但是相较之下作为插座使用上会更加灵活,既可以置于桌面上供电也可放于床头晚上给手机充电。其除了配备两个3+2 AC插口,还有2A1C三个USB接口以及指示灯,支持18WQC、20W PD快充,插线即可使用,十分方便。下面我们就对其进行详细拆解,看看内部如何设计。
一、宜家20W氮化镓快充插座外观

包装盒顶部印有IKEA品牌logo。

侧面印有产品名称和外观图。

另一侧印有产品参数信息。

插座外套塑料袋防尘,另外附带有一份使用说明书。

插座采用方块造型设计,PC材质外壳表面哑光,整体十分简洁。机身顶面配有两个3+2新国标插口、2A1C三个USB接口以及一个指示灯。

AC插口内置安全门,防止异物进入,可避免小朋友误触。

USB接口特写,分别采用白色、蓝色(快充口)和黑色胶芯,异色设计方便区别使用。

这既是指示灯同时又是电源键,按压式,二合一设计节省空间。

机身底部四端设有防滑垫,中心贴有产品参数铭牌
产品货号:60372546
技术参数:2500W MAX,10A MAX,250V~
USB模块输入:100-240V~50/60Hz 0.3A
输出总功率:21W
单口输出:
USB-A标充口:5V2.4A
USB-A快充口:5V3A、9V2A、12V1.5A
USB-C口:5V3A、9V2.22A、12V1.66A
注:本次拆解的是不含无线充功能款式,相关参数请忽略。

线缆和机身交界处设有胶套抗弯折。

电源线使用魔术扎带捆扎整理。

测得产品总重量约为342g。

测得插座机身长度为104.71mm。

宽度为109.76mm。

厚度为31.26mm。

电源线规格为3 x 1.0mm²。

电源线长度约为1.6米。

接通电源指示灯亮白光。

使用ChargerLAB POWER-Z KT002测得USB-A标充口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP协议。

使用KT002测得USB-A快充口支持QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP快充协议。

另外测得USB-C口支持QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PD3.0、PPS快充协议。

此外PDO报文显示C口还具备5V3A、9V2.22A、12V1.66A三组固定电压档位,以及3.3-5.9V3A和3.3-11V1.8A两组PPS电压档位。
二、宜家20W氮化镓快充插座拆解

底部胶垫下隐藏有封装螺丝,拆掉即可打开机身壳。

两个AC插口模块、开关电源PCB板、输出端小板均独立设计,电源线使用锁扣和螺丝固定,开关电源PCB板打胶加固,输出端小板使用螺丝固定。

AC模块外壳使用螺丝固定,铜带一体式设计。

开关电源PCB板正面一览,左侧设有继电器和保险丝,右侧为开关电源部分,初次级之间开有隔离槽。

PCB板背面一览,初次级分界明显,并设有隔离槽。

延时保险丝特写,规格为10A 250V,用于插座的过流保护。

继电器来自HKE汇港,控制插座通电,线圈电压5V,触点容量16A,外套胶套绝缘。

贴片保险丝特写。

NTC浪涌抑制电阻,用于抑制上电浪涌电流。

塞尔特SFV10D561K压敏电阻,用于输入过压防护。

安规X电容特写,容量0.1μF。

共模电感双线绕制,外套绝缘管,用于滤除EMI干扰。

RJBF310整流桥特写。

两颗高压滤波电解电容均来自艾华。

且规格相同都是400V 22μF。

中心一颗工字电感外套绝缘管保护。

主控芯片供电电容规格为50V 10μF。

初级PWM控制器来自南京绿芯,型号为GR1230H(上图中右C30HH)。绿芯的GR1230H是一款反激初级PWM控制器,内置高效率混合操作模式,支持CCM、QR和节能模式,其专利的降频技术可实现全功率范围的高转换效率,特殊的抖频技术可降低EMI元件的尺寸及成本。
GR1230H独家的驱动技术可搭配第三代半导体的氮化镓(GaN)开关MOS管和传统硅MOS管,已被广泛用于高效率的开关电源适配器,是理想的氮化镓电源控制及驱动器。
据充电头网了解,绿芯的氮化镓控制芯片此前已被西门子30W USB氮化镓快充、硕天24W氮化镓充电器、HUGO USB充电器等电源产品采用。

GR1230H采用小巧的SOT23-6封装,芯片内置了斜率补偿电路,支持过流保护,过压保护,欠压保护和过热保护,同时还支持电流取样电阻开路断路保护,光耦短路和光耦开路保护,保护功能相当完整。

初级开关MOS管同样来自南京绿芯,型号GN1265CLG。这是一颗第三代半导体氮化镓(GaN)开关管,耐压650V,导通电阻380mΩ,采用DFN5*6和TO220两种封装,栅极支持±15V驱动电压。绿芯的GN1265CLG可以简化应用,并兼容传统的栅极驱动器。

绿芯的GN1265CLG适用于开关电源,具有PFC功率因数校正功能。GN1265CLG为氮化镓快充产品提供了小体积高效率的功率转换能力。

变压器特写,顶部标签印有0.55mH字样。

亿光EL 1018光耦,用于初级次级通信,反馈调节输出电压。

Y电容特写。

硅动力高性能次级同步整流芯片SP6518F,内置耐压80V的NMOSFET同步整流开关,且具有极低的内阻,典型RdsON低至10mΩ, 可提供系统高达3A的应用输出。

SP6518F还内置了高压直接检测技术,耐压高达200V;以及自供电技术极大扩展了输出电压应用范围;在低压大电流开关电源应用中,轻松满足6级能效,是一个不错的超低导通压降整流器件的解决方案。
充电头网拆解了解到,硅动力的快充芯片还被JinHotai迷你25W PD快充充电器、贝尔金无线充原装20W充电器、铁甲20W PD快充充电器、斯泰克20W迷你PD快充、奥睿科20W PD快充、图拉斯18W PD快充等数十款产品。

输出滤波固态电容特写,规格为16V 470μF。

滤波电感特写。

天德钰同步整流降压转换器FR9855,用于USB-A标充口降压5V输出。其支持4.5-18V电压输入以及5.5A连续负载电流能力。在轻载条件下,FR9855可在省电模式下工作,以支持高效率,降低功耗。

FR9855支持循环保护电流限制、短路保护、UVLO和热关机。软启动功能可防止接通时的涌入电流。FR9855使用fast恒定开启时间控制,提供快速瞬态响应响应速度快,抗噪性好,各种低ESR输出电容器,确保性能稳定。
据充电头网了解,天德钰的芯片此前已被立讯精密65W 1A1C氮化镓快充、意象65W氮化镓充电器、紫米18W QC3.0快充充电器、紫米65W USB PD三口快充充电器、DHL USB PD双口充电器等数十款电源配件采用

输出端小板正面一览,设有降压电感、滤波电容等器件,USB-C母座焊接在小板上。

指示灯电源键特写。

降压电感特写,外套绝缘管。

滤波电容特写,规格为16V 100μF。

另一颗滤波电容特写,规格为16V 220μF,两颗电容分别用于两个接口输出滤波。

诚芯微3622DE 双NMOS管,耐压30V,用于同步整流降压。

诚芯微3622DE资料信息。

另一颗诚芯微3622DE特写,用于双口快充分配,实现单口快充,双口5V的输出模式。

USB-C母座特写。

USB-A母座特写。

另一个USB-A母座特写。

全部拆解完毕,来张全家福。
充电头网拆解总结
宜家这款20W氮化镓快充延长线插座长约1.6米,配备3+2新国标插口,内置安全门防异物。配备2A1C接口支持QC、AFC、FCP、SCP、PD、PPS快充协议,兼容性好。此外产品额定功率达2500W,满足各种设备用电需求。总的来说无论配置还是性能都相当实用。
充电头网通过拆解发现,插座内部四大模块独立设计,有一定的间隔距离,有效避免积热、短路等问题。充电器开关电源主级采用南京绿芯GR1230H主控搭配南京绿芯自主研发GN1265CLG氮化镓开关管,次级采用硅动力SP6518F同步整流芯片。
这是国内又一款氮化镓快充方案,对国内快充市场的发展起到积极推动作用。充电头网关注到,相对于只提供氮化镓开关管的国产芯片厂家来说,南京绿芯同时提供了氮化镓主控芯片和氮化镓MOS开关管,这是国产芯片厂家第一次提供完整的氮化镓初级线圈解决方案,是国产芯片厂家的里程碑式的事件。此外一经推出便获得大品牌的采用,足见南京绿芯氮化镓主控+开关MOS管方案的可靠。
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