內置GaNFast:AUKEY 27W USB PD充電器PA-Y19深度拆解

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展會提醒:

據充電頭網此前報道,知名跨境電商AUKEY傲基在美國拉斯維加斯CES2019展會上發佈了三款GaN氮化鎵充電器,包括兩款USB PD充電器和一款雙USB-A充電器,它們具有體積小巧、輕薄便攜、轉化率高等特點。目前充電頭網已經拿到了其中27W的USB PD充電器,型號PA-Y19;這是AUKEY傲基已發佈的三款GaN氮化鎵充電器中體積最小的一款,也是目前業界最小27W充電器。下面就為大家帶來這款充電器的拆解。

一、Aukey 27W USB PD GaNFast充電器外觀

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Aukey 27W USB PD GaNFast充電器採用的是瓦楞紙包裝盒,正面是“AUKEY”的logo,並用線條勾勒出產品的大致外觀,產品英文名稱為27W PD Wall Charger。

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背面是倡導大家節能環保的標語“GO GREEN WITH AUKEY”,整個包裝盒沒有任何關於氮化鎵GaN的相關描述,設計非常簡約。

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包裝盒內除了充電器之外,還有一個使用說明書和一個保修卡。

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充電器為純白色外觀,小方塊設計,輸出端印有“AUKEY”的品牌logo,下方設有一個USB-C接口,綠色膠芯,並標有PD字樣。

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輸入端是配備的是美規可摺疊插腳,除了收納方便、容易攜帶之外,和手機、電腦能設備放在一起也不會因為裸露的插腳而刮傷產品。

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因為採用的是摺疊插腳,所以輸出端面有切腳設計,方便打開插腳時受力。

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在充電器的側面印著詳細的產品參數。型號:PA-Y19;輸入支持100-240V~ 0.65A 50/60Hz;輸出支持USB PD快充,最大功率為27W,輸出電壓檔位分別為:5V/3A、9V/3A、12V/2.25A、15V/1.8A、20V/1.35A。產品已經通過了VI(6)級能效,並有CE、RoHS認證。

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體積小巧是AUKEY 27W USB PD GaNFast充電器的最大特色,通過與蘋果30W充電器、蘋果5W充電器的對比,我們可以看到AUKEY的充電器優勢明顯。通過進一步測量計算發現,AUKEY 27W USB PD GaNFast充電器的體積僅相當於蘋果30W充電器的二分之一,不到蘋果5W充電器體積的1.5倍,功率密度非常高。

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再來看一組AUKEY 27W USB PD GaNFast充電器與蘋果12W充電器、一元硬幣的對比圖片,體積依然小巧。

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使用ChargerLAB POWE-Z KT001檢測AUKEY 27W USB PD GaNFast充電器的PDO,顯示支持5V/3A、9V/3A、12V/2.25A、15V/1.8A、20V/1.35A,與標稱參數一致,協議版本為USB PD3.0,最大輸出功率為27W。

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除了USB PD快充協議之外,這款充電器還支持了APPLE、以及USB DCP協議。

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使用AUKEY 27W USB PD GaNFast充電器給iPhone XS充電,ChargerLAB POWER-Z KM001C顯示充電電壓9.03V,電流2.01A,充電功率約18.2W,支持USB PD快充。

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給華為Mate 20 Pro(UD)充電,電壓9.02V,電流1.8A,充電功率約為16.28W,支持USB PD快充。

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給小米 8充電,電壓9.03V,電流1.83A,充電功率約為16.56W,支持USB PD快充。

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給iPad Air3充電,電壓15.02V,電流1.73A,充電功率約為26.05W,支持USB PD快充。

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給MacBook Pro充電,電壓19.7V,電流1.29A,充電功率約為25.54W,支持USB PD快充。

二、Aukey 27W USB PD GaNFast充電器拆解

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拆開充電器插腳部分的外殼,充電器內部成為一個整體。

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取出電路板,內部是由多塊PCB板焊接組成的一個模塊。

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PCB板之間採用絕緣框架,提供絕緣和支撐,增強強度。下面的PCB板為初級側,輸入端焊接兩根金屬彈片,用於與插腳連接導通。

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PCB板內部原器件之間的空隙通過灌滿導熱膠。

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從輸出側看,PCB板內部幾乎被膠水填滿;USB-C接口通過一小塊PCB焊接並固定在次級PCB板上;右側垂直的PCB板連接初級與次級,上面有初級整流橋、光耦、X電容等元件。

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側面PCB板的外側是整流橋和光耦。

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2A整流橋。

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CT1018光耦,用於反饋輸出電壓和保護功能。

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初級PCB板外側一覽,體積最大的是納微半導體的氮化鎵GaNFast功率芯片,右上角是主控芯片。

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納微半導體NV6252 GaNFast功率IC。這也是全球第一款集成驅動的半橋氮化鎵POWER IC ,它內置邏輯、驅動/保護等功能,並且可以靈活設置dv/dt。由於它的內阻300m導通阻抗以及具有非常小的寄生參數,已經廣泛運用於中小功率高頻軟開關拓撲例如half-birdge、buck、boost、resonant等。

充電頭網瞭解到,採用納微半導體GaNFast功率芯片功率芯片的還有Anker PowerCore Fusion PD超級充、RAVPower 45W GaN PD充電器等。

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納微半導體NV6252 GaNFast功率芯片規格資料。

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右上角是TI UCC28780控制器,其工作頻率可達1MHz,遠高於常見民用開關電源頻率,同時符合日漸嚴格的能耗及效率標準,支持GaN功率芯片,內置多種保護功能。

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TI UCC28780 詳細資料。

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次級PCB板外側的三顆貼片元件分別是:同步整流控制器、同步整流MOS管以及USB PD協議芯片。

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同步整流控制器MPS MP6908A,快速關斷智能同步整流控制器,支持600kHz開關頻率。

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MPS MP6908A詳細資料。

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輸出同步整流MOS管,AO AONS62922,NMOS,耐壓120V,低導阻,為同步整流而優化。

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AO AONS62922 詳細資料。

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偉詮Weltred WT6615F,用於PD協議和反饋調節輸出電壓。

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偉詮WT6615F是一顆支持USB PD 3.0規範和高通QC3.0和QC4技術的USB PD控制器,支持DFP下行端口(源)充電應用。高度集成的WT6615F可以應用於適配器、車充、移動電源等設備,同時偉詮WT6615F支持USB PD最新的Programmable Power Supply(PPS)規範,通用於移動設備的直充方案。

接下來,我們將PCB模塊全部拆開,看看更多的內部細節。

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0.1μF X電容和輸入共模電感,抑制干擾。

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藍色Y電容橫跨初級次級。

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輸入兩顆高壓電解電容,規格均為400V 22μF。兩顆電容中間有一顆磁環電感。紅色貼片元件為輸入保險絲。

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變壓器磁芯上面有一層銅箔接地,降低干擾。

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變壓器次級多層絕緣線直接焊接在輸出小板上。

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輸出兩顆180μF 25V固態電容並聯濾波,輸出座子小板焊接到下面的電路板上。

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1R0輸出濾波電感。

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輸出檢流電阻和VBUS開關管,為輸出提供過流短路保護。

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橫跨兩塊電路板之間的Y電容。

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全部拆解完畢。

充電頭網拆解總結

通過對比AUKEY 27W USB PD GaNFast充電器與常規USB PD充電器的體積,我們能夠很明顯的感受到前者在體積方面的優勢,其功率密度相當於常規充電器的2倍。AUKEY 27W USB PD GaNFast充電器不僅體積小巧,而且還採用了可摺疊的插腳設計,便於攜帶;並擁有完整的USB PD輸出電壓,無論是充手機還是充筆記本電腦,均可兼容。

充電頭網拆解發現,這款充電器導入了採用了納微半導體的GaNFast技術,並內置全球首款集成驅動的半橋氮化鎵功率芯片NV6252。芯片的高集成省略了外圍的驅動電路,高效率則免去了散熱片,這也是充電器能夠做的如此小巧的主要原因。此外,這款充電器內部採用多塊PCB板,設計巧妙,元器件佈局緊湊,最大限度的利用了充電器內部的空間,進一步優化了充電器的體積。


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