PD3.1 140W 2C1A氮化镓充电器拆解，智融旗舰芯SW3566H成品量产
来源:充电头网发布时间:2023-05-303132浏览
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-----充电头网拆解报告第2633篇-----
前言
为应对PD3.1快充市场发展带来的需求，业内知名的快充电源芯片原厂智融科技推出了一款旗舰级芯——SW3566H，其延续智融科技一贯的高集成路线设计，同时兼容丰富的快充协议，无论是时下热门的UFCS融合快充，还是苹果MacBook Pro 16的140W快充均支持。最近充电头网了解到，这款芯片还通过了USB IF PD3.1官方认证。
最近充电头网拿到了基于智融科技SW3566H设计的一款全新140W三口充电器成品，其配备折叠插脚，支持宽电压输入，输出为2C1A接口配置，其中C1口便支持USB PD3.1快充标准，具备28V5A电压档位，搭配苹果的USB-C to MagSafe3线，亦可实现新款MacBook Pro 16 140W快充。
另外1A1C接口分别支持30W和100W快充，所有接口均支持快充，并支持功率自动分配功能，整体性能十分强悍。下面就进行拆解看看具体设计。
140W三口氮化镓充电器外观
充电器延续个性鲜明的棱角分明风格设计，采用PC防火材质塑料外壳，通体黑色。
正背面依旧为独特斜纹槽处理，除了提升手感外还能帮助散热。
机身一侧印有140和GaN字样。
另一侧印有充电器详细参数
型号：WS-G1402
输入：100-240V~50/60Hz 2A
总输出：140W Max
USB-A输出：5V3A、9V3A、12V2.5A（30W Max）
USB-C2输出：5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A（100W Max）
USB-C1输出：5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A（140W Max）
充电器已经通过了CE、FCC、UKCA、PSE、ETL认证，以及VI级能效认证。
制作商为东莞市广数电气技术有限公司。
充电器配备可折叠美规插脚，此外插脚处外壳采用了可连接固定结构设计，可组装其它规格插脚进行使用。
输出端配备2C1A三个USB接口，USB-A口采用绿色胶芯，很显眼。
此外在顶面边缘还设有一颗指示灯。
测得充电器机身高度为73.36mm。
宽度为62.79mm。
厚度为31.85mm。
和苹果140W氮化镓充电器对比，这款要小很多。
充电器拿在手上的大小直观感受。
另外测得充电器净重约为211g。
使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得USB-C1口支持UFCS、FCP、SCP、AFC、QC3.0、SFCP、PD3.1、DCP、Apple 2.4A充电协议。
此外PDO报文显示USB-C1口还具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A六组固定电压档位。
测得USB-C2口兼容PD3.0、DCP充电协议。
此外具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五组固定电压档位。
最后测得USB-A口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、SFCP、DCP、SAM 2A充电协议。
140W三口氮化镓充电器拆解
看完了这款充电器的外观和测试，下面就进行拆解，一起看看内部的设计和用料。
首先沿折叠插脚接缝处拆开外壳，折叠插脚通过导线连接到PCBA模块供电。
PCBA模块采用黄铜片散热，并采用麦拉片绝缘。
黄铜散热片通过焊接固定到PCBA模块。
使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为68.58mm。
PCBA模块宽度约为56.83mm。
PCBA模块厚度约为25.76mm。
拆下PCBA模块外层的散热片和麦拉片，继续进行拆解。
PCBA模块变压器位置涂有导热胶，起到固定和散热作用。
背面对应PFC开关管，LLC开关管和同步整流管的位置涂胶并粘贴导热垫加强散热。
清理掉封胶，PCBA模块正面一览，右下角为交流输入端，焊接共模电感，安规X2电容，整流桥，左侧为高压滤波电容，PFC升压电感，LLC变压器。左侧小板焊接二次降压电路，对应三个接口输出。
PCBA模块左下焊接PFC开关管和整流管，左上焊接两颗LLC开关管，中间位置焊接PFC+LLC二合一控制器，右上角焊接同步整流管，底部焊接贴片Y电容和反馈光耦。
通过对PCBA模块正反面的观察发现，这款140W氮化镓充电器采用PFC+LLC+SR开关电源架构设计，PFC进行功率因数校正，LLC电源输出固定电压。输出通过两路独立的降压电路，实现三个接口的独立快充。下面我们就从输入端开始了解整个充电器的设计和用料。
PCBA模块输入端一览，焊接保险丝，两级共模电感和安规X2电容，左侧紧贴外壳处焊接整流桥。
输入端延时保险丝规格为3.15A 250V。
共模电感采用漆包线和绝缘线绕制，外套热缩管绝缘。
安规X2电容来自JURCC捷威电子，规格为0.56μF。
第二级共模电感采用扁铜线绕制，底部焊接绝缘支架。
第二颗安规X2电容规格为1μF。
整流桥型号GBU610，规格为6A 1000V。
磁环滤波电感特写。
充电器初级PWM主控芯片采用NXP恩智浦TEA2016AAT，一颗芯片内置LLC控制器和PFC控制器，内置数字架构控制，简化了设计的同时减少外围元件数量，芯片内置多重完善的保护功能，集成度非常高。
PFC升压开关管是一颗氮化镓开关管，丝印KX250PD3。
PFC整流管型号MURS460，是一颗4A 600V的快恢复二极管。
PFC升压电感采用胶带严密缠绕绝缘。
高压滤波电容来自丰宾，规格为100μF 400V。
LLC开关管来自英飞凌，型号IPD60R360P7S，NMOS，耐压650V，导阻360mΩ，采用TO252封装。
谐振电感采用胶带严密缠绕绝缘。
谐振电容来自捷威电子，规格为0.018μF 630V。
变压器特写，输出线采用多层绝缘线。
贴片Y电容来自四川特锐祥科技股份有限公司，具有体积小、重量轻等特色，非常适合应用于氮化镓快充这类高密度电源产品中。料号为TMY1102M。
特锐祥专注于被动元器件的研发、生产及销售，注册资本1亿元。旗下有自主电容品牌两类：SMD TRX及DIP TY电容器，TRX将致力于陶瓷材料的研究，以拓展更多品类的应用，为客户提供更多的解决方案。
充电头网了解到，特锐祥贴片Y电容除了被倍思高通QC5认证100Ｗ氮化镓快充、麦多多100W氮化镓、OPPO 65W超级闪充氮化镓充电器、联想90W氮化镓快充、努比亚65W氮化镓充电器、倍思120W氮化镓+碳化硅PD快充充电器等数十款大功率充电器使用外，也可应用于海陆通、第一卫、贝尔金等品牌20W迷你快充上，性能获得客户一致认可。
另一颗Y电容料号相同。
CT1018光耦用于输出电压反馈。
拆下PCBA模块正面元件，在右下角焊接同步整流控制器。
同步整流控制器来自NXP恩智浦，型号为TEA1995，其内置两个独立的同步整流驱动器用于LLC架构开关电源的同步整流，外围元件精简，支持38V工作电压，能够满足USB PD3.1的28V输出。
同步整流管来自芯控源，型号AGM1010A，NMOS，耐压100V，导阻7.5mΩ，采用PRPAK5*6封装。使用两颗用于LLC同步整流。
输出侧焊接降压小板，滤波电感和固态滤波电容。
输出滤波电容三颗并联，规格均为220μF 35V，固态电容。
输出滤波电感采用漆包线绕制。
小板正面焊接USB-C接口，USB-A接口以及对应的滤波电容。
小板背面焊接降压控制器，降压电感和滤波电容。
充电器USB-C1接口使用智融SW3566H降压控制器，这颗芯片是一款高集成度的多快充协议双口充电SOC芯片，支持USB-C和USB-A接口充电，并支持双口独立限流。芯片内部集成了高效率同步降压转换器，支持20V7A和28V5A输出，支持PD3.1/QC/SCP/UFCS等快充协议，支持快充协议定制，最大支持140W输出功率。
SW3566H集成了CC/CV模式，双口管理逻辑和母线电压检测，搭配对应的降压开关管和VBUS开关管即可实现双口降压输出。芯片内置的降压转换器工作频率为180KHz，支持PWM和PFM工作模式。输出电流，线损补偿等保护阈值均可通过I2C接口进行设定，内置的ADC可实现输入输出电压，输出电流，芯片温度等9个通道的数据采样，支持外接MCU进行参数显示。
SW3566H支持36V输入电压，最高输出电流7A，芯片内置软启动，输入过压/欠压保护，输出过压/欠压保护，输出过流/短路保护，DP/DM/CC过压保护，芯片过热保护和外接NTC热敏电阻保护，以及限功率保护。芯片采用QFN4*4-32封装。
降压开关管来自领泰半导体，丝印S4480。
另一颗降压开关管型号相同。
降压电感采用绝缘线和磁环绕制。
输出滤波电容规格为220μF 35V。
VBUS开关管型号相同。
另一路降压电路采用智融SW3516P降压控制器，用于进行降压控制和协议识别。智融SW3516P是一款高集成度的多快充协议双口充电芯片，支持A+C口任意口快充输出，支持双口独立限流，参数和规格均与智融SW3516H相同。
SW3516P集成了5A 高效率同步降压变换器。支持PPS/PD/QC/AFC/FCP/SCP/PE/SFCP等多种快充协议，最大输出PD 100W，CC/CV模式，以及双口管理逻辑。外围只需少量的器件，即可组成完整的高性能多快充协议双口充电解决方案。
智融SW3516P 详细资料。
降压开关管来自芯控源，型号AGM303AP，NMOS，耐压30V，导阻2.7mΩ。
降压电感采用绝缘线和磁环绕制。
两颗滤波电容规格为220μF 35V。
VBUS开关管型号同样为AGM303AP。
输入滤波电容规格为220μF 35V。
输出滤波电容规格为220μF 25V。
USB-C母座过孔焊接固定，黑色胶芯不露铜。
USB-A母座采用绿色胶芯，过孔焊接固定。
全部拆解一览，来张全家福。
充电头网拆解总结
这款140W氮化镓充电器采用黑色外壳设计，折叠插脚，美观实用并且便携。充电器采用主流的2C1A接口设计，USB-C1接口支持140W输出，可以满足苹果MacBook Pro笔记本电脑的快充需求，USB-C2支持100W输出，USB-A口支持30W快充，并支持功率盲插和自动功率分配，快充协议支持全面，能够满足多个设备的同时充电需求。
充电头网通过拆解了解到，这款氮化镓充电器采用恩智浦TEA2016高集成电源芯片，用于PFC和LLC控制，其中PFC开关管为氮化镓开关管，LLC开关管来自英飞凌，型号IPD60R360P7S，输出采用两路同步降压电路，用于2C1A三个接口的快充输出。
充电器输出降压方案来自智融科技，其中USB-C1接口140W输出采用智融SW3566H进行降压控制，支持28V5A 140W快充，支持PD3.1，内置MCU+UFCS协议。USB-C2和USB-A接口采用智融SW3516P进行降压控制，智融科技的降压协议控制器方案，在多口充电器和车充中应用非常广泛，简化了多口大功率充电器设计，为厂商带来更简单易用的快充解决方案。
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