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配置6個接口且都能觀察輸出功率,力德諾140W氮化镓桌面充拆解

前言

充電頭網拿到了力德諾推出的一款140W氮化镓桌面充電器,這款充電器配有延長線和可更換插腳,支援桌面使用,也支援随身攜帶,滿足不同場景使用。充電器配有3C3A快充接口,USB-C接口最大輸出功率為100W,任一USB-C接口均支援100W輸出,USB-A口支援30W快充,并支援功率自動配置設定。

這款充電器還自帶數字顯示屏,能夠實時顯示各個接口的充電功率。并且還設有電源開關,可以控制全局輸出,免去插拔線的麻煩。下面充電頭網就帶來力德諾這款140W 氮化镓桌面充電器的拆解,一起看看内部的方案和用料。

力德諾140W氮化镓桌面充電器開箱

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包裝盒正面除印有LDNIO品牌、産品外觀、型号和特性辨別外,左下角還印有國标、英規和歐規三種插腳和電源線插頭外觀,可見産品可以通過更換插腳在國内和歐洲等地區使用。

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背面還印有産品更換插腳圖示以及同時為筆電、平闆、Switch以及三部手機同時充電的應用場景,性能可以說相當強大。

背面左下角還印有這款桌面充的詳細參數資訊,下面到産品實物環節再介紹。

包裝内含充電器、插腳、電源線以及資料線。

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附帶資料線是一款USB-C to USB-C編織線,線頭外殼上設有凹凸紋理友善插拔,末端設有一體式網尾進行抗彎折保護。

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此外編織外衣設計也很有特點,其中加入了硬質的塑膠細繩進行束縛,有效避免外衣易起毛問題,同時提升顔值和手感。

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測得資料線長度約為99cm。

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此外使用ChargerLAB POWER-Z KM003C測得線纜帶有E-Marker晶片,資料傳輸能力為USB 2.0,電力傳輸能力為50V5A,支援USB PD3.1 240W快充。充電性能一步到位,讓使用者免去另購線的煩惱。

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附帶電源線設計也很巧妙,輸入端為卡扣固定裝置設計,可以将充電器機身上取下的插腳裝在電源線這一端接着用,可以有效降低使用者的外帶成本。

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子產品上設有滑動脫扣按闆,并設計有PUSH字樣及相應箭頭提示。

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電源線另一端子產品邊緣設有凹槽,友善使用者将線纜和充電器機身分離。

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測得電源線端到端長度約為156cm。

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附帶的國标、英規、歐規插腳均為扁平可拆卸設計,子產品邊緣也都設計有友善拆卸的凹槽。其中歐規插腳直接裝在充電器上。

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充電器采用PC幫會材質黑色外殼,機身外殼啞光處理,邊角過渡圓潤。

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機身正面印有LDNIO品牌以及140W GaN等字樣。

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背面印有充電器詳細參數資訊。

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産品參數特寫

輸入:100-240V~50/60Hz 2.5A Max

輸出:

USB-C1/2/3:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A 100W MAX

PPS:3.3-21V5A

USB-A1/2/3:4.5V5A、5V4.5A、5V3A、9V3A、12V2.5A、20V1.5A 30W MAX

USB-C1+USB-C2+USB-C3:65W+45W+30W(140W MAX)

總輸出:140W MAX

産品通過了CE、FCC認證。

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機身輸入端配備歐規插腳。

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并且也做了和電源線輸入端子產品一樣的卡扣結構設計,可以有效避免機身與插腳非人為分離,保證充電過程的使用體驗。

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機身輸出端設計是産品一大亮點,作為一款桌面充,不僅配備3A3C六個USB接口,并且還設有一塊能實時顯示每個接口輸出功率的數顯屏。

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輸出端左下角設有數顯屏喚醒按鍵。

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如圖給充電器通電時按下按鍵喚醒數顯屏,可以實時顯示每個接口的輸出功率情況,各個接口快充與否一目了然。

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實測充電器機身長度為111.88mm。

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高度為89.99mm。

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厚度為33.94mm。

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和蘋果140W氮化镓充電器對比,力德諾這款要稍大一些。

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産品拿在手上的大小直覺感受。

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另外測得充電器重量約為270g。

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使用ChargerLAB POWER-Z KM003C測得USB-C1口支援FCP、SCP、AFC、QC3.0/5、SFCP、PD3.0、PPS、DCP、Apple 2.4A充電協定。

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PDO封包顯示C1口還具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五組固定電壓檔位,以及3.3-21V5A一組PPS電壓檔位。

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測得USB-C2口相容協定和USB-C1口的一樣。

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此外PDO封包也完全一樣,

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測得USB-C3口相容協定也相同。

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此外PDO封包也一樣。即USB-C1、USB-C2以及USB-C3這三個接口單口輸出性能一樣,支援功率盲插。

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測得USB-A1口支援FCP、SCP、AFC、QC3.0、SFCP、DCP、Apple 2.4A充電協定。

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測得USB-A2口相容協定相同。

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測得USB-A3口相容協定也一樣,三個USB-A口也支援單口盲插使用。

力德諾140W氮化镓桌面充電器拆解

看完了這款氮化镓桌面充電器的外觀和測試,下面就進行拆解,一起看看内部的方案和用料。

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首先沿殼體接縫拆開充電器外殼。

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可更換插腳子產品采用彈片壓接到PCB供電。

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PCBA子產品通過殼體内部開槽固定。

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從殼體内部取出PCBA子產品。

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PCBA子產品設有散熱片,為整流橋和開關管散熱。在散熱片下方設有濾波電容和變壓器。

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輸出側設有小闆,焊接輸出母座和數顯螢幕。

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使用遊标卡尺測得PCBA子產品長度約為104.5mm。

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PCBA子產品寬度為77.2mm。

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PCBA子產品厚度約為27mm。

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PCBA子產品正面一覽,底部焊接保險絲,整流橋和NTC熱敏電阻,在散熱片下方焊接高壓濾波電容和變壓器。右側焊接同步整流管,濾波固态電容,上方焊接降壓電感和輸出濾波電容。

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PCBA子產品背面一覽,焊接初級主要晶片,同步整流控制器,貼片Y電容和回報光耦。上方焊接同步降壓開關管和輸出小闆。

通過對PCBA子產品的觀察發現,力德諾這款140W氮化镓充電器采用反激開關電源設計,搭配同步整流,固定電壓輸出。輸出采用四路獨立的降壓電路,實作六口快充輸出和功率自動配置設定功能。下面我們就從輸入端開始了解各個器件的資訊。

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PCBA子產品輸入端焊接保險絲,整流橋和NTC熱敏電阻。

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輸入端保險絲規格為5A 250V。

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在散熱片上固定初級開關管和整流橋。

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整流橋型号為GBU1010,規格為1000V 10A。

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NTC熱敏電阻用于抑制充電器上電的浪湧電流。

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在散熱片下方設有高壓濾波電容。

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兩顆高壓濾波電容為KSC品牌,規格為100μF400V。

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開關電源主要晶片采用茂睿芯MK2697,這是專為PD/快充應用優化的QR PWM控制器。該控制器寬VCC工作電壓範圍(9V-90V) 可以使其覆寫PD/PPS從3.3V-23V的輸出範 圍而不需要使用額外的輔助繞組或者線性降壓電路。

MK2697采用了茂睿芯自主知識産權的驅動技術,同步優化初級和次級功率管電壓應力。高達200kHz的工作頻率,支援高頻小體積的PD快充電源設計。

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針對于能效要求,由于PD/快充有多個不同的輸出電壓,是以MK2697采用了自适應的多模式。其在不同負載以及不同輸出下,調整工作于不同頻率的QR模式。在輕載時則會工作于burst模式,以提升效率。

MK2697提供了全面的保護功能,有輸出OVP、OPP、VCC、OVP、BROWN-IN/OUT, 還提供了副邊SR短路保護, PIN腳OPEN/SHORT保護等豐富的保護功能。

充電頭網拆解了解到,采用茂睿芯快充方案的還有愛莎瓦特65W 2A1C氮化镓快充、倍思QC5 100W氮化镓充電器、REMAX 20W 1A1C快充充電器、air-J 18W 1A1C快充充電器、諾基亞20W PD快充、海陸通20W PD快充、大麥20W PD快充等産品采用。

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為主要晶片供電的濾波電容來自癸科電子。

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規格為10μF50V。

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氮化镓開關管來自能華,型号CE65H110TOAI,為耗盡型級聯器件,耐壓650V,導阻110mΩ,采用TO220封裝。

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兩顆250mΩ取樣電阻用于初級電流檢測。

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變壓器采用PQ3220磁芯,嚴密纏繞膠帶絕緣。

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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,料号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,也可應用于海陸通、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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一顆藍色Y電容來自達孚。

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奧倫德 OR 357 光耦用于輸出電壓回報。

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同步整流晶片來自茂睿芯,型号MK91816,支援反激拓撲應用,相容CCM,DCM和QR工作模式。晶片采用自主知識産權的自供電技術為VCC供電,可以直接置于正端應用而無需輔助繞組。

MK91816的10nS的關斷延時以及高達4A的下拉電流幫助系統可靠工作于CCM模式。其自主知識産權的開通及關斷機制,可以最大化外驅MOSFET的導通時間以獲得盡可能高的效率。并且自主檢測DCM振鈴,防止誤開通。

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茂睿芯 MK91816 資料資訊。

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PCBA子產品側面設有同步整流管的散熱片。

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同步整流管使用螺絲固定在散熱片上。

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同步整流管來自領泰半導體,絲印S0111,采用TO220封裝。

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兩顆輸出濾波電容來自湖南盛通,E2系列固态電容,規格為1000μF25V。

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兩顆電解電容來自癸科電子,規格為100μF35V。

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在輸出側設有功率顯示螢幕和USB接口,數字顯示下面對應各個接口。

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電源開關采用過孔焊接。

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在輸出小闆上設有排線用于連接配接功率顯示螢幕。

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排線另一端連接配接到功率顯示螢幕。

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拆下功率顯示螢幕。

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功率顯示螢幕固定在塑膠支架上。

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塑膠支架設有卡扣固定PCB。

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取出顯示螢幕PCB,顯示格栅通過熱熔固定。

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輸出小闆焊接連接配接到PCBA子產品。

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焊接取下輸出小闆,在小闆正面焊接一顆MCU,USB-C母座和USB-A母座,以及一顆VBUS開關管。

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小闆背面焊接四顆降壓協定晶片和一顆VBUS開關管。

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三個USB-C接口的降壓協定IC采用智融SW3516P,這是一款高內建度的多快充協定雙口充電晶片,支援A+C口任意口快充輸出,支援雙口獨立限流,參數和規格均與智融SW3516H相同。

SW3516P內建了5A 高效率同步降壓變換器。支援PPS/PD/QC/AFC/FCP/SCP/PE/SFCP等多種快充協定,最大輸出PD 100W,CC/CV模式,以及雙口管理邏輯。外圍隻需少量的器件,即可組成完整的高性能多快充協定雙口充電解決方案。

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智融 SW3516P 詳細資料。

充電頭網拆解了解到,智融 SW3516P 此前還被閃極100W 3C1A氮化镓充電器、公牛67W 3C1A山峰安全快充插座、魅族PANDAER 67W 2C1A氮化镓變速箱潮充、綠聯MFM認證100W二合一氮化镓充電站等産品采用,晶片性能品質獲客戶一緻認可。

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用于USB-A口的降壓協定晶片也采用智融SW3516P。

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用于三個USB-C接口的六顆同步降壓開關管特寫。

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同步降壓開關管來自芯控源,型号AGM303A,NMOS,耐壓30V,導阻2.7mΩ,采用DFN5*6封裝。

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用于USB-A口的同步降壓開關管來自铨力,型号AP90N03Q,NMOS,耐壓30V,導阻4.2mΩ,采用PPAK3*3封裝。

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四顆降壓電感分别對應四路降壓輸出。

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輸出濾波電容來自盛通,E2系列固态電容,規格為330μF25V,四顆對應四路輸出濾波。

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VBUS開關管絲印3810,為雙NMOS管。

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另一顆VBUS開關管型号相同。

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USB-C母座采用過孔焊接固定,藍色膠芯不露銅。

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三個USB-A母座特寫,采用橙色膠芯,正負極加寬支援大電流快充。

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用于螢幕顯示和功率自動控制的MCU來自芯海科技,型号CSU38M20,晶片内置高性能8位MCU,内置12位ADC,内置8K×16位程式存儲器MTP、1K位元組資料存儲器(SRAM)、256位元組的E2PROM、隻有43條單字指令、8級PUSH和POP存儲堆棧。具備I2C,SPI接口和UART接口。

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芯海科技 CSU38M20 資料資訊。

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全部拆解一覽,來張全家福。

充電頭網拆解總結

力德諾推出的這款140氮化镓充電器配有延長線以及可更換插腳,支援作為桌面充電器使用和日常攜帶。充電器配有LED螢幕可以顯示目前接口的實時輸出功率,友善了解裝置的充電狀态。充電器的三個USB-C接口均支援100W功率輸出,USB-A口支援30W快充,能夠滿足手機和電腦的同時快充需求。

充電頭網通過拆解了解到,力德諾這款140W氮化镓充電器采用茂睿芯開關電源方案,使用MK2697初級主要晶片+MK91816同步整流控制器,使用能華CE65H110TOAI氮化镓開關管,組成固定電壓輸出的反激開關電源。

輸出采用四路智融SW3516P進行降壓輸出,其中三顆用于三個USB-C接口和一個USB-A接口,還有一顆對應兩個USB-A接口。充電器内部采用盛通固态電容用于輸出濾波,并采用芯海科技CSU38M20用于讀取輸出功率以及顯示驅動。充電器内部開關管設有大面積散熱片,變壓器等元件塗膠加強,元件之間留有空隙,提升散熱性能。