ZMI 10號USB PD移動電源拆解與評測
“充電五分鐘,通話兩小時”,充電相當(dāng)快,這是某廠為其品牌手機(jī)廣告大書特書的特點。盡管安卓陣營手機(jī)已經(jīng)普遍應(yīng)用Type-c接口,各種快充技術(shù)如高通Quick Charge、OPPO的VOOC,或是目前華為的Supercharge技術(shù)層出不窮。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/201701/342700.htm之前USB組織為了提高USB接口的電力特性,推出“USB Power Delivery”(簡稱USB PD)技術(shù),不單提高輸出功率水平最高達(dá)到100W,也能實現(xiàn)雙向的輸入和輸出,優(yōu)化的電力管理,功率智能和靈活的系統(tǒng)級管理等特性引人矚目。但是這些年,手機(jī)方面應(yīng)用高通快充技術(shù)相當(dāng)普遍了,USB PD的產(chǎn)品卻并沒有多少,頗有“只聞樓梯響,不見人下來”的感覺。
在移動電源方面有著雄厚研發(fā)實力的紫米科技,率先推出了ZMI 10號移動電源這款20000mAh容量的Type-C PD移動電源,型號為QB820,電池容量20000mAh,典型能量72Wh,支持Type-C雙向快充,可以充筆記本,支持蘋果MacBook。同時還有一個功能 USB 2.0 HUB,輸入5-20V 45W充電,輸出Type-C 5-20V 最大40W,TYPE-A 2 5.0V 2.4A,9.0V 2A, 12V 1.5A MAX18W。
金屬外殼,很圓潤的四邊,正面只有一個logo ZM。
外殼是1.5MM厚的鋁合金,很結(jié)實,完全不能無損打開,只能通過暴力撬開。
側(cè)面看到鋁合金外殼的厚度,里面是一個膠盒。
雙面黏住的,打開非常吃力。
鋁合金外殼很里面的塑膠盒是用膠水強(qiáng)力黏住的,不是逐步剪開基本上是打不開的。
好不容易拆掉一片,里面隱約看到有紫皮電池,外殼跟膠盒每個位置是黏住的。
鋁質(zhì)外殼全部拆開。
條狀的塑膠保護(hù)片剪開。
充電頭網(wǎng)兩位編輯,從1月9日凌晨3點39分開始對ZMI 10號移動電源進(jìn)行拆解。中途歷經(jīng)種種磨難,兩人絞盡腦汁歷時兩個小時,終于窺得廬山真面目。
PCB部分。
全部碎片。
鋁合金外殼已經(jīng)是碎片了。
拆解后看到電池組,LG3350的18650電池,一共六節(jié),加起來電池組是20000mAh的容量。
電池組另外一面。
串聯(lián)的電池組,電池組為2串3并結(jié)構(gòu),鎳帶與電池之間有硬質(zhì)塑料隔離架,確保安全。
底部鎳帶電焊工藝。
PCB部分,首先映入眼簾的是一塊L型黑色PCB,這和小米16000雙口輸出的布局接近,使用3顆螺釘固定。同時電池組上仍舊有PACK信息標(biāo)貼,電路板側(cè)保留著一貫的NTC電池溫度檢測,在非正常溫度下會切斷連接確保安全。
電池為2串3并設(shè)計,黑線負(fù)極,紅線正極,藍(lán)線中間抽頭。這一面集成了ABOV單片機(jī),GL850G USB2.0 HUB芯片,3顆天鈺FP6601Q,Intersil ISL95538,TI的那顆大電流降壓就是TPS51225C。
圖中,藍(lán)色為TI TPS51225C, 白色框為ABOV單片機(jī),黃色框為GL850G,紅色框為Intersil ISL95538。
TI TPS51225C 絲印編號1225C。
TI TPS51225C實際上有雙路同步整流輸出,這里只使用了一路,作為5V輸出,可以看到第二組MOSFET的驅(qū)動輸出都沒有走線。下面的拆解繼續(xù)證實只用了一路輸出做降壓。
紫米這個電源電池2串,效率曲線按照灰色的8V來看,在1-4A的輸出電流范圍內(nèi),效率都達(dá)到了95%以上,非常高的效率。
Intersil ISL95538主控芯片是這款電源的重頭戲,更是這個電源可以20V輸出的核心,在蘋果最新的newMacBook中也有使用。也許有人會問,這電源為什么我沒看到紫米常用的BQ25895之類的充 電芯片,我告訴你,這顆芯片,是一顆雙向H橋同步整流升降壓芯片,可以為移動電源輸出設(shè)定的電壓,反過來,也可以從輸出口取電為內(nèi)置電池充電。
Intersil ISL95538的H橋架構(gòu)為這款移動電源提供了強(qiáng)大的輸出能力,足以吊打市面上20000mAh移動電源。同時,其輸出電壓由i2c總線或者SMBus總線編程,具有極高的可靠性。
3顆天鈺FP6601Q,負(fù)責(zé)3個端口的QC3.0支持。這是一款明星識別芯片,占據(jù)了QC3.0移動電源的大部分份額。在支持QC3.0的同時,向下兼容QC2.0,支持5V設(shè)備的自動識別,最后還解決了華為FCP移動電源過少的老大難問題。
創(chuàng)惟GENESYS GL850G,常見的一款USB HUB芯片,在這個移動電源里面,將兩個A口作為筆記本外設(shè)就是靠它來實現(xiàn)的。它旁邊那顆12M貼片晶振,也賦予了它強(qiáng)大的穩(wěn)定性。
ABOV F6432AUB單片機(jī) ,根據(jù)ISL95538的總線和附近的3只6601Q來看,單片機(jī)最少具有2路以上的內(nèi)置AD采樣。多個電子開關(guān)將對應(yīng)端口反饋電壓切換 到單片機(jī)內(nèi)AD,再轉(zhuǎn)換成數(shù)字通信模式傳送至升降壓控制器,設(shè)定輸出電壓。數(shù)字總線具有高可靠性,不易被干擾,通用性強(qiáng)大等諸多優(yōu)點。
正面芯片介紹完以后,我們接下來看反面。反面是一些MOSFET和兩個電感,其中一個10*10電感為ISL95538使用,另外一個7*7規(guī)格的電感,自然就是TPS51225C的5V輸出降壓電感了。
下面將主板放大,可以看到按鍵和電量指示燈。按鍵依舊沿用側(cè)面風(fēng)格,因為頂部使用了Type-C接口,電量指示燈也移植到側(cè)面了。電感打膠固定兼顧散熱??梢钥吹胶芏鄠€DFN3*3的小MOS管,下面為大家詳細(xì)介紹。
6個豎排下來的MOSFET是東芝的TPCC8104,PMOS用來切換兩組輸出,每個輸出口2個,3個輸出口共計6個。TSON Advance提供更好的性能。大電感附近的MOS是AON7534,負(fù)責(zé)同步整流升降壓。另外TPS51225C的降壓也是這個管子。兩顆合金電阻,提供比陶瓷電阻更大的耐過流能力。AON7534具有較低的導(dǎo)通內(nèi)阻,較低的Ciss,適宜于應(yīng)用到DC/DC設(shè)備上。3*3mm的小封裝節(jié)省占板面積。
ZMI 10號移動電源在每個端口依舊做了負(fù)載檢測和過流保護(hù),前面看的TPCC8104只是為了切換是從降壓上輸出5V還是輸出QC3.0的其他電壓。
總結(jié):
從ZMI 10號移動電源拆解報告可見接口布局是雙Type-A加一個雙向Type-C布局,也就是說具備一進(jìn)三出能力,而且三個接口都各自使用了一顆天鈺FP6601Q握手識別芯片,在設(shè)備連接兼容性上不會有任何顧慮。有些小伙伴可能看不懂銘牌參數(shù)上又是20000又是10000的,其實這是因為紫米使用了串聯(lián)方案,6節(jié)LG F1L電池組是通過2串3并組合而成,而非常見的6并輸出,組合成10000mAh 7.2V的電池組,而電池在未串聯(lián)前裸電芯容量是20000mAh 3.6V。
因為需要達(dá)到20V那么高電壓又大功率的輸出必然要使用串聯(lián)方案,所以方案組成與當(dāng)今明星萬金油TI TPS61088加BQ25895不同,從ZMI 10號移動電源選擇了Intersil ISL95538這個同步升降壓芯片,為這款移動電源提供了強(qiáng)大的輸出能力。
在USB PD協(xié)議日漸統(tǒng)一起來后,未來移動電源方案肯定會兩極化,小功率設(shè)備仍然使用并聯(lián)方案,而大功率高電壓設(shè)備則只能是多串天下,ZMI 10號移動電源出現(xiàn)是讓我們提前看到了未來產(chǎn)品市場走向。
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