前言
随着USB PD快充生态的不断壮大，越来越多的手机和笔记本都已搭载USB-C接口，使用PD快充充电。对于充电器来说，很早就已经普及65W，正在向更大功率推进，但车充18W快充却沿用了好久，无法满足笔记本在车上的快充要求。针对车充只有18W输出的问题，绿联推出了一款最大输出功率为69W的2C1A三口车充，内部搭载升降压电路，在12V电瓶的汽车上，也能正常输出20V，满足笔记本在车上的快充需求。下面充电头网就对这款车充进行拆解，看看内部是如何设计。包装盒正面印有UGREEN绿联品牌、车充名称、外观图以及三大卖点：22.5W SCP快充、20W PD快充、60W快充。车充腰身外壳一体成型设计，表面磨砂抗指纹，顶部外壳边缘设有特殊纹理，侧边亮面设计。两段机身过渡圆润，之间设有散热孔，可以有效避免车充内部积热。USB-A：4.5V5A、5V4.5A/3A、9V2A、12V1.5A、15V2AUSB-C1输出：5V3A、9V2.22A、12V1.67AUSB-C2输出：5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3A车充顶面设有2C1A接口以及LED指示灯，USB-A口胶芯为紫色，显眼表明支持华为SCP快充。接口旁印有USB-C1、QC3.0、USB-C2标识，方便用户区别使用，边缘纹理为大小亮面棱形设计。测得USB-C1口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP协议，以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PD3.0快充协议。此外PDO报文显示C1口具备5V3A、9V2.22A、12V1.67A三组固定电压档位。测得USB-C2口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP协议，以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、PD3.0、PPS快充协议。此外PDO报文显示C2口还具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3A五组固定电压档位，以及3.3-11V3A一组PPS电压档位。模拟24V DC输入情况下，使用ChargerLAB POWER-Z KT002测得USB-A口同样支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP协议，以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP快充协议。测得USB-C1同样支持QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PD3.0快充协议。以及同样具备5V3A、9V2.22A、12V1.67A三组固定电压档位。测得USB-C2口支持同样支持QC2.0/3.0、AFC、FCP、PD3.0、PPS快充协议。以及同样具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3A五组固定电压档位，以及3.3-11V3A一组PPS电压档位。
看完了车充的开箱和测试，下面就对这款车充进行拆解，看看内部是怎么做到60W的输出能力。首先撬开车充输出口盖子，可以看到内部由两块PCB焊接组成。撬开盖子后仍然无法取出内部PCBA模块，使用切割机切开外壳，取出车充内部的PCBA模块。车充内部PCBA模块采用三块PCB焊接组成，分别对应内部独立的升降压电路和降压电路。其中USB-C2的小板上焊有一块黄铜散热片，为同步升降压电路的开关管散热。另外一面为一颗降压芯片和协议芯片，用于USB-C1和USB-A口降压输出。从侧面可以看到，升降压电感顶部垫有一片导热垫，将热量传递到另一片PCB上，用于均摊发热，降低温升。车充输出端特写，USB-A小板连接两块PCB板，在USB-A接口的右侧是电源指示灯。拆焊掉小板上焊接的散热片，在散热片下方是两颗开关管和同步升降压控制器。通过观察发现，绿联这款车充采用一路升降压电路用于USB-C2接口的大功率快充输出，另外USB-C1和USB-A口采用一路降压电路，实现单口快充，双口5V的输出策略。下面就继续拆解，看看这款车充的用料和设计。车充正极输入端采用实心顶针，降低大电流传输的损耗。正极采用金属片焊接连接，顶针内部焊接有硅胶线，进一步降低电阻。拆开正负极连接焊点，以及焊接的USB-A母座小板，将车充拆开观察。用于USB-C2升降压的小板正面特写，焊接两颗固态电容用于输入输出滤波，中间焊接一颗磁环电感用于升降压电压转换，下方为输出电流检测电阻。车充升降压电路一览，右下为四颗开关管，组成H桥，用于同步升降压电压转换，图片中间位置是同步升降压控制器，母座旁是协议芯片和VBUS开关管。滤波固态电容规格为100μF 35V，和另外一块小板相同。输出协议芯片采用天德钰JD6621，是一颗高集成度的USB PD协议芯片，支持PD3.0和PPS快充协议，TID：3543。 支持3.3-21V输出电压范围。JD6621集成华为SCP，FCP快充协议，及高通QC2.0/3.0快充，支持20到100W快充应用。具有多次刻录（MTP）及温度检测（NTC）降功率等优点， 此外有两组额外的GPIO可以做讯号检测及ADC功能， 可以满足更多客制化产品需求。JD6621支持输出PDO选择，具备多输出口控制功能，内置恒压和恒流控制，芯片内部集成过压保护，欠压保护，过电流保护，短路保护和过热能保护，采用TQFN4*4-20L封装，适用于USB PD快充，车充以及储能电源应用。车充内部使用宝砾微PL5501同步四开关升降压控制器，支持最高32V宽输入电压，满足车充宽电压应用，持续负载电流可达20A，能够在输入高于或低于输出电压时稳定调节输出电压，以支持多种升降压场合应用场合，为大功率Type-C PD车载充电器提供最优解决方案 。宝砾微PL5501控制器在降压、升降压和升压运行模式下采用恒定的时间控制，以实现卓越的负载和电压调整。可编程开关频率，可以设置开关频率为150kHz、300kHz、600kHz或1.2MHz。该芯片还具有可编程软启动功能，并提供各种保护功能，包括逐周期限流、输入欠压闭锁（UVLO）、输出过压保护（OVP）、输入过压保护、过温保护和输出短路保护。同时PL5501控制器自带抖频功能提升EMI性能，易过EMC辐射认证，完美解决工程师整改EMC难问题。电源输入侧的两颗MOS管，丝印S4480，两颗组成半桥。负载输出侧的两颗MOS管，和电源输入侧两颗组成全桥。输出VBUS开关管来自威兆半导体，型号VS3618AE，是一颗耐压30V的NMOS管，导阻为6.4mΩ，采用PDFN3333封装。USB-C输出母座特写，黑色胶芯不露铜，过孔焊接固定。用于USB-C1和USB-A口的降压小板正面特写，焊接两颗滤波电容和降压电感。对应降压电路的小板，正极输入端焊接一颗贴片保险丝用于输入过流保护。输入端滤波电容来自珠海华冠，RPK系列125℃耐热固态电容，规格为100μF 35V。降压磁环电感特写，外包热缩管绝缘，电感左侧为负极弹片。车充采用硅动力同步整流降压芯片，型号SP1259HN，是一颗40V输入的同步降压转换器，输出电流可达4.8A。芯片内部集成开关管，输出电流限制可通过外部电阻设定，开关频率可编程，内置可编程的线损补偿。SP1259HN外围器件数量精简，采用QFN20-5*5mm封装，可用于车充、快充以及通用降压转换器应用。输出滤波电容同样来自珠海华冠，RPX系列125℃耐热，规格为220μF 16V。小板下方焊接协议芯片，协议芯片来自云矽半导体，型号XPD767。这款芯片已经通过了USB PD3.0认证，TID：3479。支持QC2.0/3.0/3.0+、AFC、FCP、SCP、HVSCP、PD和PPS等快充协议，内部集成 10mΩ VBUS 通路功率开关管，并且集成10mΩ电流检测电阻，支持完善的保护功能，节省外围元件数量，简化电路，降低成本，具有TSSOP-20和QFN20封装。其中XPD767内部集成的VBUS管和检流电阻用于USB-C1口输出，外置了VBUS开关管和电流取样电阻用于USB-A口过流保护和输出控制。芯片下方MOS管用于USB-A口供电控制，右上角R007电流取样电阻用于USB-A口电流检测。用于USB-A口的VBUS开关管来自锐骏半导体，型号为RU30L30M3，是一颗耐压30V的PMOS，导阻12mΩ。左下角R010电流取样电阻用于硅动力SP1259HN输出电流检测。USB-A口母座焊接在小板上，正负极加宽设计，支持大电流快充，右侧是一颗蓝色LED，用于供电状态指示。绿联这款69W车充具备2C1A三个接口，支持20W PD快充，22.5W华为低压快充和60W PD快充，满足在车上手机和电脑的快充需求。车充采用黑色外壳，配有一颗蓝色电源指示灯，精致实用。充电头网通过拆解了解到，绿联这款三口车充采用一路升降压电路和一路降压电路组成，其中升降压电路使用宝砾微PL5501配合天德钰JD6621协议芯片，实现PD 60W同步升降压电压转换输出，满足手机快充和笔记本充电。降压电路使用硅动力SP1259HN同步降压转换器搭配云矽XPD767协议芯片，实现双口快充输出。车充内部分别使用两块PCB用于不同接口的输出，电感贴有导热垫散热，车充输入端配有保险丝，滤波电容全部来自珠海华冠，为固态电容，更加经久耐用。内部设计和用料都很可靠，总体做工扎实。
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