前言

为了响应低碳环保保护地球的号召,现在有很多手机厂商都不再附送充电器。作为手机行业大厂三星,新推出的S22全系列手机都不再标配充电器。虽然说不再附送充电器,但三星仍然为S22Ultra和S22+两款大杯机型推出新款的氮化镓充电器。

充电头网前不久已经拆解了三星国行氮化镓快充EP-T,本期为大家拆解的是该充电器的美规版本,氮化镓功率器件来自知名厂商GaNSystems。下面一起来看看内部设计与用料相比国行版的有何不同。

GaNSystems公司于年在加拿大渥太华成立,该公司的产品在不同行业的客户中保持了良好的声誉。近期充电头网拆解的苹果W氮化镓充电器,内置了GaNSystems的两颗增强型氮化镓开关管,能打入苹果快充供应链,足见GaNSystems的芯片无论是性能还是质量都是相当优秀的。

三星美版45W充电器开箱

包装盒设计上和国行版的一样,正面也是印有产品品牌、充电器名称以及套装外观图,只不过由于是美版的,产品名称也相应的改成了英文。

背面印有充电器参数,同样是英文版。

打开包装,数据线放置在更深的凹槽里,使用纸圈套住整理。

附带线缆是5ACC线,做了抗弯折处理,线头外壳磨砂方便用户插拔使用。

线缆的长度约为1.8米,符合充电器充笔电的定位。

使用ChargerLABPOWER-ZKMC测得线缆带有E-Marker芯片,支持20V5AWPD快充。这条线缆的相关拆解充电头网也是做过的,欢迎查阅。

三星美版45W氮化镓快充和国行版的除插脚外,并没有其它的不同,机身通体黑色,表面磨砂处理。

正面中心设有闪电logo以及“SuperFastCharging”字样。

背面有充电器铭牌

型号:EP-T

输入:-V~50/60HZ1.2A

输出:5V3A、9V3A、15V3A、20V2.25A

PPS:3.3-20V2.25A(7.5-45W)

充电器已经通过了UL认证和VI级能效认证。

充电器配备固定式国标插脚。

顶面设有单USB-C接口,居中设计。

和苹果30W充电器对比,功率更大体积却小不少,这主要都是得益于GaNSystems氮化镓功率器件的使用。

拿在手上的大小直观感受。

充电器净重约为98g。

带线总重量约为g。

使用ChargerLABPOWER-ZKT测得充电器支持PD3.0、PPS快充协议。

此外还具备5V3A、9V3A、15V3A、20V2.25A四组固定电压档位,以及3.3-11V5A、3.3-16V3A、3.3-21V2.25A三组PPS电压档位。

三星美版45W充电器拆解

对充电器的外观、大小、重量、性能等有了基本了解后,下面充电头网继续对其进行拆解,看看基于GaNSystems氮化镓功率器件设计的这款快充内部是怎样的。

和之前拆解的国行充电器一样,都是从输出侧外壳接缝拆开后盖。

拆开后盖后发现并不能取出充电器内部模块,动用切割机切开外壳,发现充电器内部灌胶填充辅助散热。

PCB模块贴有铜箔和绝缘胶带辅助散热,交流输入侧填充硅胶灌封。

硅胶对应壳体的加强筋以及内部器件。

PCB模块背面也贴有铜箔散热。

清理掉硅胶,铜箔缠绕在变压器上,为变压器辅助散热。

输入侧滤波电容对应插脚处有一块塑料罩用于绝缘。

铜箔焊接在PCB上。

拆掉模块外的散热铜箔,电源模块整体一览。

PCBA模块背面一览。

使用游标卡尺测得PCBA模块长度为41.03mm。

测得PCBA模块宽度为37.36mm。

测得PCBA模块厚度为21.46mm。

拆下变压器,变压器使用塑料外壳与电路板之间绝缘,外壳底部延伸出一条绝缘板,插入电路板初次级之间的隔离槽加强绝缘。变压器下方的空间还放置了开关电源的初级元件。

输入端保险丝来自贝特电子,出料号:AV,具有慢熔断特性,能够承受充电器插电时电解电容的充电电流而不会熔断,规格2AV。

第一级共模电感,采用磁环绕制,底部有绝缘支架,外套热缩管绝缘。

安规X电容0.22μF,用于抑制差模干扰。

第二级共模电感,与第一级共模电感相同设计,底部焊接绝缘支架。

输入端整流桥型号为RYBS,额定电流4A,耐压0V,将交流电转换为脉动直流电。

充电器内部使用丰宾电解电容用于输入滤波,其中两颗为15μFV。

另外一颗为22μFV。

电路板背面多颗滤波电感。

开关电源PWM控制器来自Dialog,iW,是一颗高性能的数字化开关电源反激控制器,支持零电压开关和自适应的多模式控制运行,搭配次级控制器可实现高功率密度和高输出精度的设计。iW可搭配Dialog的次级侧控制器共同使用,提供低于20mW的空载功耗。

为PWM控制器供电的滤波电容,来自丰宾,15μF25V。

充电器内置的氮化镓开关管来自GaNSystems,型号GS---1-L,是一颗耐压V,导阻mΩ的氮化镓开关管,采用PDFN5*6封装,支持超高开关频率。器件在设计时简化了驱动要求,栅极驱动电压为0-6V,瞬态耐压为-20至+10V,具有更强的可靠性。器件具备开尔文源极,可用于优化栅极驱动。

GaNSystemsGS---1-L详细资料。

充电头网拆解了解到,加拿大氮化镓系统公司(GaNSystems)功率管此前已被苹果W氮化镓充电器、外星人W氮化镓电源、Sicgecs65W1A1C氮化镓超级闪充、ON65W2C1A氮化镓快充插座、PHILIPS飞利浦65W氮化镓快充摩天轮插座、研吉65W1A1C氮化镓快充等产品采用。同时为了缩短产品开发和上市所需时间,GaNSystems也提供65WQR充电器和W双USB-C智能PD充电器完整方案供客户参考。

丝印BWUX2的辅助开关管,配合变压器的辅助绕组,由iW控制,实现主开关管的零电压开关。

配合辅助绕组及开关管用于零电压开关的储能电容。

变压器初级线圈采用PCB,为平面变压器,次级采用平面线圈结构。

变压器底部的塑料绝缘罩和隔离挡板特写。

CT白色光耦特写,用于输出电压调节及反馈。

蓝色Y电容特写。

协议芯片与初级控制器同样来自Dialog,型号iW,为次级侧控制器,与iW搭配使用。iW支持USBPD3.0和PPS,支持高通QC4+快充,集成协议,VBUS通路管驱动和同步整流控制器以及二次侧稳压控制在一颗芯片中。支持多级电压输出。

iW还内置了同步整流控制器以及驱动,使用外置的MOS整流,取代传统的肖特基二极管整流。同步整流控制器优化了开通/关闭时序,并使用私有的时序控制技术,可用于ZVS和ACF拓扑,并提供最佳的效率。反馈信号由模拟信号转换成数字信号,并由光耦传输到初级控制器。

同步整流管来自博盛,PDC85N11X-5,NMOS,耐压V,导阻7.6mΩ,采用PPAK5*6封装,与DialogiW控制器搭配进行整流,输出低压脉动直流电。

两颗输出滤波电容并联,丰宾PF系列固态导电高分子电容,℃小时长寿命,规格为μF30V,将脉动直流电滤波为直流电。

输出VBUS开关管,采用互创国际SFTNSMP,NMOS,耐压30V,导阻4mΩ,采用DFN封装。

USB-C母座特写,采用黑色胶芯,外罩塑料外壳。

全部拆解完毕,来张全家福。

充电头网拆解总结

三星美规45W氮化镓充电器采用黑色PC材质外壳,是一贯的家族式设计。充电器内置GaNSystems氮化镓开关管,配合平面变压器,相比传统使用硅MOS管的型号,体积得到显著缩小。充电器为单USB-C接口输出,实测具备5V3A、9V3A、15V3A、20V2.25A四组固定电压档位,以及3.3-11V5A、3.3-16V3A、3.3-21V2.25A三组PPS电压档位,对主流安卓手机快充支持非常良好。

充电头网通过拆解了解到,三星美规45W氮化镓充电器内部采用灌封工艺,配合铜箔散热,有效提升充电器的耐候性和散热性能。平面变压器采用塑料外壳与PCB绝缘,同时延伸出一条隔离板用于初次级绝缘,大大简化生产工艺。充电器中使用Dialog的开关电源方案,次级协议芯片支持同步整流,集成度高。充电器中氮化镓芯片为GaNSystemsGS---1-L,电容全部来自丰宾,器件均为业内大厂,用料和设计都很可靠。



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