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中國航天深度定制版,黑鲨星流30W氮化镓充電器拆解

前言

2022年3月30日,黑鲨釋出了新一代遊戲電競旗艦手機黑鲨5系列,全系手機均支援120W超級閃充技術,并且還和中國航天神舟傳媒聯手推出了黑鲨5系列中國航天深度定制版,配備了一系列航天主題IP定制配件。

充電頭網今天拆解的就是黑鲨星流GaN 30W快充充電器,充電器采用中國空間站主題裝飾,外觀非常有特點,并且協定支援廣泛,對主流手機都有很好的快充相容性。下面充電頭網就對這款充電器進行拆解,看看這款充電器内部用料如何。

黑鲨星流30W氮化镓快充開箱

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産品包裝盒設計上和黑鲨120W充電器的一樣,正面印有黑鲨logo、充電器外觀圖、名稱以及顯眼的中國空間站字樣。

背面印有制造商資訊,另外貼有産品銘牌貼紙。

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側面印有中國航天和BLACK SHARK的聯名設計。

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包裝的頂部還有神州傳媒的防僞标簽。

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底部印有充電器參數。

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包裝内含充電器和使用說明書。

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充電器采用PC材質白色外殼,頂部微凸,腰身各面間以及頂面邊緣過渡圓潤。

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機身正面印有黑鲨logo和中國空間站字樣,設計充滿科技風。

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背面設計有BLACK SHARK字樣等。

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腰身外殼特寫,采用拉絲工藝處理,上手手感很好。

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充電器配備固定式國标插腳。

輸入端外殼上印有充電器銘牌

型号:BX04

輸入:100-240V~50/60HZ 0.8A

輸出:5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A、3.3-11V3A

輸出總功率:30W

制造商:南昌黑鲨科技有限公司

充電器已經通過了CCC認證。

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頂部外殼高光亮面處理,十分光滑。

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頂部配有單USB-C接口,紅色膠芯,兩側印有箭頭标志。

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測得充電器機身高度為34.86mm。

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寬度為32.12mm。

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厚度為32.02mm。

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和蘋果30W充電器對比,體積優勢十分明顯。

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拿在手上的大小直覺感受。

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重量約為44g。

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使用ChargerLAB POWER-Z KT002測得充電器支援QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PD3.0、PPS快充協定。

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此外還具備5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五組固定電壓檔位,以及3.3-11V3A、3.3-16V2A兩組PPS電壓檔位。

黑鲨星流30W氮化镓快充拆解

對黑鲨這款30W充電器進行了詳細的外觀、性能了解後,下面繼續對其進行拆解,看看内部用料做工如何。

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沿輸入端插腳撬開充電器外殼,交流輸入通過金屬彈片壓接到PCB上供電。

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取出充電器PCBA子產品,能夠看到兩塊小闆,電容,變壓器放置在小闆中間的空間内,充分利用空間。

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黑鲨30W充電器采用三塊小闆組合焊接,側面焊接的小闆連接配接初級與次級。

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使用遊标卡尺測量PCB尺寸,長度約為31.3mm。

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寬度約為27.2mm。

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厚度約為24.1mm。

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側面看到充電器内部使用一塊塑膠罩用于初次級電容絕緣,絕緣罩的使用充分利用了充電器的内部空間,滿足小體積高功率密度的設計。

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将充電器初次級拆焊分開,塑膠罩分别覆寫初級和次級濾波電容,用于初次級之間器件絕緣。經過對充電器觀察發現,其采用開關電源寬範圍輸出,次級協定晶片控制輸出電壓的典型架構。下面我們就從輸入端開始一一了解各元器件。

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輸入端焊接保險電阻和綠色NTC浪湧抑制電阻。

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拆下初級小闆上的所有元器件,下面從輸入開始依次介紹各個元器件。

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輸入保險絲特寫,外套熱縮管絕緣。

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綠色NTC浪湧抑制電阻絲印5D-5,直徑5mm,冷态電阻5Ω。

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共模電感外套熱縮管,綠色磁環,雙線繞制。

初級小闆背面是整流橋和主要晶片。

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輸入整流橋來自沃爾德,型号WRMSB30M。規格3A1000V,這顆軟橋通過較軟的恢複曲線,比較平滑的關斷特性,可以降低二極管結電容達到非常少的諧波振蕩産生的效果。

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沃爾德WRMSB30M規格資料。

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三顆高壓濾波電容來自永銘,為KCD系列,規格均為18μF 400V。KCD系列電容産品是永銘在2021年推出的一款高成本效益的快充電容,具備小體積,高可靠性,低漏電流,高紋波電流等優勢。

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差模工字電感特寫,外套熱縮管,用于抑制充電器高頻幹擾傳導。

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初級氮化镓主要晶片采用南芯SC3021D。晶片支援170KHz 高頻GaN直驅,專為30W氮化镓充電器設計,在該方案下可采用ATQ17/15繞線式變壓器,極具成本效益。

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據了解,南芯SC3021x滿足各類高頻QR快充需求,采用專有的GaN直驅設計,省去外置驅動器或者分立驅動器件;內建分段式供電模式,單繞組供電,無需複雜的供電電路;内置高壓啟動及交流輸入Brown In/Out功能,內建了X-cap放電功能。

充電頭網拆解了解到,南芯SC3021x還被睿元實業33W 1A1C氮化镓快充、REMAX 30W氮化镓快充等産品采用。此外,南芯快充晶片可應用于充電器、車充、移動電源、儲能電源等産品,此前已被安克PowerHouse II 400戶外電源、羽博300W便攜式儲能電源、三星45W PD快充車充、紫米20号200W PD快充移動電源、紫米65W 2C1A桌面PD快充、安克Nano 20W PD快充充電器等數十款産品采用,品質獲得客戶高度認可。

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為南芯初級主要晶片供電的濾波電容,規格為50V 10μF。

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輸出電壓回報光耦,貼片Y電容,氮化镓功率晶片均焊接在垂直小闆上。

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OR1009光耦,用于輸出電壓調節回報。協定晶片通過控制光耦内部發光二極管發光強度,控制另一端光電三極管的導通程度,進而起到調節回報輸出電壓的作用。

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貼片Y電容來自四川特銳祥科技股份有限公司,具有體積小、重量輕等特色,非常适合應用于氮化镓快充這類高密度電源産品中。黑鲨30W氮化镓充電器使用的貼片Y電容料号為TMY1222M。

特銳祥專注于被動元器件的研發、生産及銷售,注冊資本1億元。旗下有自主電容品牌兩類:SMD TRX及DIP TY電容器,TRX将緻力于陶瓷材料的研究,以拓展更多品類的應用,為客戶提供更多的解決方案。

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充電頭網了解到,特銳祥貼片Y電容除了被麥多多100W氮化镓、OPPO 65W超級閃充氮化镓充電器、聯想90W氮化镓快充、努比亞65W氮化镓充電器、倍思120W氮化镓+碳化矽PD快充充電器等數十款大功率充電器使用外,還應用于海陸通、第一衛、貝爾金等品牌20W迷你快充上,性能獲得客戶一緻認可。

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氮化镓功率晶片采用英諾賽科INN650DA04,耐壓650V,導阻480mΩ(max),具備高頻高效、極低損耗、快速主動散熱等特點,同時采用DFN5*6封裝,實作小體積、高效率的充電器設計。

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英諾賽科INN650DA04資料資訊。

INN650DA04是InnoGaN系列第二代新品,此前已被REMAX 30W氮化镓快充采用。第一代氮化镓功率晶片INN650D02此前已被品勝65W 2C1A氮化镓快充、紅魔手機6 Pro标配120W PD氮化镓快充、尚巡120W氮化镓擴充卡、REMAX 100W氮化镓充電器、摩米士100W 2A2C氮化镓快充、努比亞65W USB PD氘鋒氮化镓快充、飛頻65W PD氮化镓充電器、魅族65W氮化镓充電器、Lapo 65W PD氮化镓快充充電器、ROCK 65W 2C1A氮化镓快充等多款産品采用,晶片品質獲得市場認可。

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變壓器整體纏繞馬拉膠帶絕緣,輸出采用多層絕緣線。

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輸出端小闆镂空放置變壓器,小闆正面焊接協定晶片,VBUS開關管,濾波電容和同步整流管。

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小闆背面焊接同步整流控制器和輸出電流取樣電阻。

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同步整流控制器采用南芯半導體SC3503,這是一顆自适應開通檢測和快速關斷同步整流控制器,無需輔助線圈供電,輸出電壓最低可低至0V,專利的自适應開通檢測電路避免同步整流管誤開通,相容多種MOS,具有超低的靜态電流,支援多種工作模式,支援高側和低側同步整流,外圍元件非常精簡。采用SOT23封裝,适用于寬範圍反激擴充卡應用。

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南芯SC3503資料資訊。

充電頭網拆解了解到,該晶片已經被科訊迷你33W氮化镓快充、意象65W氮化镓充電器、努比亞30W氮化镓快充、華科生65W 2C1A氮化镓快充充電器采用。

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同步整流管來自鑫飛宏,型号FH1610G,NMOS,耐壓100V,導阻7.8mΩ,采用DFN5*6封裝。

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同步整流輸出濾波固态電容特寫,規格均為330μF 25V,永銘NPX系列固态電容,兩顆并聯。該系列電容具有小體積、低ESR、高容許紋波電流、高可靠性等特點。

充電頭網了解到,永銘NPX系列固态電容此前已被鴻達順65W 2C1A氮化镓快充充電器、圖拉斯24W 1A1C快充充電器、努比亞65W氮化镓充電器、圖拉斯30W 1A1C USB PD快充充電器等多款産品采用,獲得客戶的高度認可。

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協定晶片同樣來自南芯,型号為SC2151A。該晶片采用16-pin QFN 4*4mm封裝,是一顆支援PD和DP/DM快充協定的控制器,内部內建回報環路,支援最新的Type-C和PD3.0标準,同時還支援使用DP/DM接口的專有快充協定,适用于各類擴充卡應用。

南芯SC2151A内部內建了32位高性能MCU核心,內建24kB單次程式設計存儲器和2kB RAM。該控制器針對各類快充協定內建了USB PD實體層、Type-C檢測、DP/DM快充協定實體層,VCONN供電。

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此外,SC2151A針對快充擴充卡方案内置了輸出放電路徑、内置可程式設計回報補償、電壓電流檢測、10bit高性能ADC、兩個10bit DAC、NMOS通路管驅動、I2C通信接口以及豐富的保護電路,為擴充卡等應用提供了簡單高效的協定控制器解決方案。據充電頭網了解到,該晶片已經獲得USB-IF PD3.0認證,TID:4869。

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輸出VBUS開關管采用威兆半導體VS3618AE。NMOS,耐壓30V,導阻6.4mΩ,PDFN3333封裝。

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威兆半導體 VS3618AE資料資訊。

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USB-C輸出接口,采用過孔焊接,橙色膠芯,端面不露銅。

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全部拆解完畢,來張全家福。

充電頭網拆解總結

黑鲨星流GaN 30W快充充電器采用小巧的機身設計,内部使用三塊PCB組合焊接,内部空間利用高。充電器相容QC、AFC、PD3.0、PPS快充協定,具備5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五組齊全電壓檔位,以及3.3-11V3A和3.3-16V2A兩組PPS電壓檔位,整體相容性很好,滿足各大品牌安卓手機、平闆快充需求,也能滿足iPhone系列手機快充。

充電頭網通過拆解了解到,充電器采用三塊電路闆組合焊接,U型結構設計,内部使用矽膠填充固定。初次級電容外套一體塑膠殼絕緣,輸出端小闆镂空,減小體積。充電器采用南芯半導體SC3021D+SC3503+SC2151A全套高頻QR氮化镓快充方案,搭配英諾賽科第二代氮化镓功率晶片INN650DA04,使用永銘電容輸入輸出濾波,用料可靠。

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