硬核拆解 | 拓爾微65W 2C1A氮化鎵多口快充
隨著身邊智能設備的增多,一個充電頭對應一個設備,出門需要攜帶多個充電器已經(jīng)成為日常,有時還會忘帶匹配的充電頭,無法充電造成困擾......
多口快充的出現(xiàn)解決了這一難題,出門僅需攜帶一個充電頭,減輕背包的負擔,還可以滿足多個設備同時快速充電的需求。
一款令人放心的多口快充必須具備安全性能好、可靠性高、兼容性強的特點,這對選擇的芯片解決方案具有高要求。拓爾微電子自有品牌65W 2C1A氮化鎵快充,內置協(xié)議芯片和降壓轉換器均為自家解決方案——IM2403、IM2406、TMI2286D,支持多種快速充電協(xié)議,兼容性強,可滿足各類設備的充電需求,且具備多種保護功能。
拓爾微 65W 2C1A氮化鎵快充充電器
這款拓爾微 65W 2C1A氮化鎵快充充電器輸入端外殼兩側加入雙翼設計,提升穩(wěn)定性;輸出端配有2C1A三個USB接口,可滿足多個設備同時充電的需求,配備可折疊國標插腳,放入包中不會刮花其它設備。
協(xié)議測試使用POWER-Z KM002C測試儀測得USB-C1口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、PD3.0、PPS、Apple2.4A充電協(xié)議;
PDO報文USB-C1具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五組固定電壓檔位,及3.3-21V3A一組PPS電壓檔位。
如下圖,USB-C2口支持QC3.0、PD3.0、PPS、Apple2.4A充電協(xié)議,且C2口PDO報文與C1口相同。
測出USB-A口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、Apple2.4A充電協(xié)議。
拆解拓爾微 65W氮化鎵快充下圖為充電器PCBA模塊正面,左上方是共模電感,安規(guī)X2電容;下方和變壓器的左側都是高壓濾波電解電容;底部變壓器采用膠帶嚴密包裹絕緣;右側是充電器的輸出降壓電路,其中兩路降壓電感外套熱縮管絕緣,元器件之間打膠固定。
PCBA模塊背面左上方焊接整流橋,右側焊接反饋光耦、初級主控芯片和氮化鎵開關管。左下方焊接兩顆協(xié)議芯片和對應的VBUS開關管,右側焊接同步整流管。
下圖為安規(guī)X2電容規(guī)格為0.22μF。
下圖是整流橋絲印DBF410,規(guī)格為4A 1000V。
PCBA側面可以看到高壓濾波電容,兩顆規(guī)格為400V 22μF。
另兩顆高壓濾波電容規(guī)格為400V 33μF,總容量為110μF。
下圖為初級主控芯片采用一顆SOT23-6極小封裝的控制器。
用于為主控芯片供電的濾波電容規(guī)格為50V 4.7μF。
1019光耦用于輸出電壓反饋。
同步整流控制器為絲印91808。
下圖為同步整流管是一顆耐壓100V的NMOS,導阻7.3mΩ,采用PDFN5*6封裝。
下圖是充電器輸出,分別焊接輸出濾波電容規(guī)格為680μF 25V、USB-A母座、藍色Y電容、USB-C母座和降壓電感。
如下圖,拓爾微 65W氮化鎵快充內置的協(xié)議芯片采用拓爾微電子,型號IM2403。IM2403是一顆支持A+C雙口的快充協(xié)議芯片,A口C口無需ESD器件,且集成多種快充協(xié)議,兼容性強,已獲得USB-IF PD3.0認證,TID:6809。
IM2403支持兩路獨立反饋,內部集成MCU和Flash,支持使用NMOS作為VBUS開關。同時內部采用智能功率分配,無需外置單片機,集成放電MOS管,支持可編程的線損補償。
拓爾微IM2403支持使用外置電阻選擇PDO,外置NTC熱敏電阻進行過熱保護,具備過壓,欠壓,過流和過熱保護功能,適用于USB-C適配器,采用QFN4*4-32封裝。
此外,內置的另一顆協(xié)議芯片同樣來自拓爾微,IM2406是一顆單USB-C口的協(xié)議芯片,且集成多種快充協(xié)議,兼容性強,已獲得USB-IF PD3.0認證,TID:6174。
拓爾微IM2406內部集成MCU和Flash,集成VCONN供電和E-Marker線纜檢測,支持I2C接口,可與其他芯片通信。支持CC和數(shù)據(jù)引腳過電壓保護,采用QFN4*4-16封裝。
如下圖,內置的降壓轉換器來自拓爾微型號TMI2286D,由協(xié)議芯片控制調節(jié)輸出電壓。TMI2286D是一顆耐壓30V的同步降壓轉換器,內部集成軟啟動,支持100%占空比,具備過壓,欠壓,過流和過熱保護功能。
拓爾微TMI2286D內置開關管,支持內部環(huán)路補償和輸出線損補償。適用于車充、適配器、便攜設備等應用,采用SOP8封裝。
背面焊接一顆PMOS管,耐壓30V,導阻16mΩ,用于輸出擴流,另外一路也采用一顆PMOS管用于擴流,電路布局相同。
兩路降壓輸出濾波電容,規(guī)格為220μF 25V。
下圖為輸出VBUS開關管是一顆耐壓30V的NMOS,導阻為6mΩ,采用PDFN3.3*3.3封裝,另外兩路VBUS開關管與之相同。
下圖是USB-C母座和USB-A母座都采用垂直焊接,過孔焊接固定。
拆解總結拓爾微這款充電器具備2C1A三接口,滿足多個設備同時充電的需求,內置的協(xié)議芯片和同步降壓轉換器均為自家的解決方案,實現(xiàn)了多口降壓快充方案的設計。
這款充電器采用經(jīng)典高頻QR開關電源架構設計,輸出采用拓爾微TMI2286D DC-DC二次降壓轉換器搭配IM2403和IM2406 PD快充協(xié)議芯片組成,實現(xiàn)智能功率分配。
目前,拓爾微電子已有多款電源管理芯片、單C和A+C等多款快充協(xié)議芯片已應用到大品牌產(chǎn)品中,性能和質量收獲市場一致認可。未來拓爾微將持續(xù)提供全套解決方案及專業(yè)的技術支持服務,給客戶更多優(yōu)質選擇。
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