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            堆疊設計實現1600W輸出,HYPER JUICE 100W氮化鎵快充拆解

            2021-09-14

            海外知名充電配件品牌HYPER JUICE近期在indiegogo上眾籌了一款全新的100W快充充電器。這款產品基于納微GaNFast氮化鎵功率芯片,采用堆疊設計思路,不僅支持自帶可折疊的插腳,而且還集成了一個AC插口,在使用時,不會占用兩孔插座,并支持最多16款充電器堆疊使用。

             

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            回到充電本身也是頗有亮點,配備了3C1A四個輸出接口,可同時滿足四臺電子設備的充電需求;在單口輸出時,C口支持盲插輸出100W。同時借助氮化鎵技術的優勢,實現了小巧的外形尺寸,出門攜帶比較方便。

             

            關于這款產品的性能,充電頭網在不久前已經分享了相關評測內容。今天這篇文章繼續分享這款充電器的內部拆解。

             

            一、HYPER JUICE 100W 3C1A氮化鎵快充外觀

             

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            充電器的包裝盒為橙+白配色,正面居中印著產品的外觀圖、品牌,以及特點。

             

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            從包裝盒背面的使用場景圖可以看到,這款充電器可以同時為四臺設備充電。


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            包裝盒里的產品使用塑料內襯固定,輕便減震。

             

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            HYPER JUICE 100W 3C1A氮化鎵快充充電器采用黑色PC阻燃材質的外殼,橙色接口。機身整體均為啞光處理,側面印有品牌logo。與常規充電器不同的是,這款產品正面設有一個AC插孔。

             

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            機身正面自帶AC接口一大一小,為美規插腳的標準,同時也兼容國內標準,可支持最大1500W的負載功率。

             

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            充電的底面為折疊式美規插腳,對于旅行充電器而言,收納起來更加方便。

             

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            從參數信息可以看到,充電器的型號為HJ417,支持100-240V 50/60Hz寬電壓輸入,額定電流為2.4A;輸出方面,3個C口均支持100W快充,A口支持18W快充,已經通過了FCC認證。

             

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            輸出端的四個接口均設有橙色裝飾環,并采用橙色膠芯。

             

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            尺寸方面,充電器的長度約為86.1mm。

             

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            寬度約為45.2mm。

             

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            厚度約為31mm。折算成功率密度,約為0.83W/cm3,這在百瓦多口充電器中,算是一個非常高的水平。

             

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            裸機凈重在161.5g左右。

             

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            就整個充電的三維尺寸和重量而言,與常規100W氮化鎵充電器差別不大,甚至要比一些傳統硅功率功率器件的單口100W充電器還更有優勢。

             

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            居家使用時,除了能夠提供多達四個接口的供電能力,也不用擔心原有的插座孔位被占用。

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            性能方面,ChargerLAB POWER-Z KT002測得C1接口輸出支持Apple2.4A、Samsung 5V2A、DCP協議,以及QC2.0、QC3.0、AFC、FCP、PE2.0、PD3.0、PPS等快充協議。

             

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            C1口的PDO報文顯示,具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五組固定電壓檔位,以及3.3-21V 3A的PPS電壓檔位。

             

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            C2接口的輸出快充協議與C12口保持一致。

             

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            C2接口的PDO報文與C1口也完全一致。

             

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            C3接口的輸出快充協議與C1、C2接口一樣。

             

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            C3接口的PDO報文也與C2、C3一樣。

             

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            A口輸出支持的快充協議也非常廣泛,相對于C口而言,還新增了SCP超級快充協議。

             

            二、HYPER JUICE 100W 3C1A氮化鎵快充拆解

             

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            使用切割機將充電器大卸八塊,取出內部電源模塊。

             

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            AC插腳與電源模塊固定在一起,AC-DC電源部分,正面覆蓋大面積的黃銅散熱片,并使用絕緣膠帶包裹絕緣。

             

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            主PCB板背面使用一塊黃銅散熱片實現了全覆蓋,鏤空的部分為AC插孔。

             

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            在AC插腳下面,放置了開關電源的輸入EMI濾波電路以及一顆永銘的高壓電解電容。

             

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            輸出端采用的是二次降壓電路,四個接口均垂直焊接在PCB板上,并在接口外圍設置了一圈LED燈。

             

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            內部電源模塊的長度約為82.6mm。

             

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            寬度約為40.5mm。

             

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            厚度約為25mm。

             

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            將電源模塊外圍的金屬散熱片拆除,可見PCB板上布滿元器件,同時也使用了大量的硅膠填充在元器件之間間隙。

             

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            正面以變壓器為界,輸入端為整流濾波電路,輸出端為二次降壓。此外,在電解電容和變壓器之間設有一塊小PCB板,為初級側的控制電路。

             

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            來看一下背面,由于初級側控制電路采用了獨立設計,所以背面看起來沒有太多的芯片,次級側設有同步整流電路。

             

            充電頭網通過觀察分析發現,這款100W 3C1A氮化鎵快充充電器采用的是開關電源+二次降壓輸出的方案,其中開關電源部分為高頻QR架構,二次降壓部分為三路獨立設計,支持功率智能分配。

             

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            輸入端的小PCB板上設有一顆5A的延時保險絲。

             

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            兩級共模電感,用于濾除EMI干擾。

             

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            這顆安規X2電容來自KNSCHA科尼盛。

             

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            輸入濾波采用了多個品牌的電解電容,其中一顆為永銘的KCX系列,規格為400V 27μF。該系列產品工作溫度范圍在-55℃~105℃,3000小時壽命,并具備抗雷擊、低漏電流(低待機功耗)、高紋波電流、高頻低阻抗等性能優勢。

             

            充電頭網了解到,憑借小體積的特點,永銘KCX系列電解電容還被公牛65W氮化鎵快充、飛利浦65W氮化鎵快充插座、摩米士65W 2C1A氮化鎵快充充電器、柚比30W 1A1C氮化鎵快充充電器、京造65W 1A1C氮化鎵快充充電器、努比亞65W 2C1A氘鋒氮化鎵快充等產品采用,獲得客戶一致認可。

             

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            另有一顆昱光的電解電容,規格為400V 12μF。

             

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            還有5顆由KNSCHA科尼盛提供,三顆規格為400V 33μF,兩顆規格為400V 22μF??颇崾HT系列點解電容具備耐高壓、抗雷擊、小型化、低阻抗和高紋波等優秀特性。


            充電頭網了解到,采用科尼盛電容還被HYPER JUICE 100W 2C2A氮化鎵快充、安述240W氮化鎵+碳化硅電源、今翔65W 2C1A氮化鎵快充、尚巡120W氮化鎵充電器、飛利浦65W快充插座等產品采用,品質獲得客戶一致認可。



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            主控芯片供電電容同樣來自科尼盛,規格為50V 10μF。

             

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            PWM主控芯片和氮化鎵芯片都焊接在變壓器旁邊的這塊小PCB板上。

             

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            主控芯片采用安森美NCP1342,這是一顆高頻反激準諧振初級PWM控制器,內置主動X2電容放電、支持寬范圍Vcc供電、支持外接熱敏電阻進行過熱保護和多重完善的保護功能。

             

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            氮化鎵功率芯片來自納微半導體,納微NV6127采用QFN6*8mm封裝,散熱性能升級,125mΩ導阻,內置驅動器支持10-30V供電。最高支持2MHz開關頻率。

             

            充電頭網拆解了解到,采用納微NV6127氮化鎵芯片的產品還有聯想90W閃充雙口氮化鎵充電器、倍思120W氮化鎵+碳化硅PD快充充電器等。此外,納微GaNFast功率芯片此前已被OPPO 50W餅干氮化鎵快充、RAVPOWER 65W 1A1C氮化鎵快充、小米65W氮化鎵充電器、SlimQ 65W氮化鎵快充、Anker PowerCore Fusion PD超極充、RAVPower 45W GaN PD充電器、倍思65W氮化鎵充電器等產品采用,獲得市場高度認可。

             

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            納微 NV6127資料信息。

             

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            PCB板背面是一些阻容元件,標注了PD100W和3C1A字樣。

             

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            采用的是RM10繞線變壓器,變壓器采用絕緣膠帶嚴密包裹。

             

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            主PCB板背面的輸入端設有兩顆整流橋,并聯用于均攤發熱。

             

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            初次級之間的貼片Y電容來自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,非常適合應用于氮化鎵快充這類高密度電源產品中。

             

            特銳祥專注于被動元器件的研發、生產及銷售,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將致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,采用特銳祥貼片Y電容的產品還有努比亞65W氮化鎵充電器、努比亞1A1C 45W氘鋒氮化鎵快速充電器、倍思120W氮化鎵+碳化硅PD快充充電器、倍思45W雙USB-C口氮化鎵快充、飛頻65W USB PD氮化鎵充電器、羅馬仕65W USB PD氮化鎵充電器、鴻達順65W 2C1A氮化鎵快充充電器等多款產品,性能獲得客戶一直認可。

             

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            此外設有一顆光耦,用于輸出電壓反饋穩壓。

             

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            次級側這顆絲印IBHJM的芯片就是同步整流控制器,來自MPS,型號MP6908A,最高工作頻率600KHz。

             

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            兩顆同步整流MOS管均采用AOS萬代的AONS62922,NMOS,耐壓120V,兩顆并聯。

             

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            次級側除了同步整流電路外,還設置了四顆二次降壓的MOS管。

             

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            角落里是圣邦威 SGM2200-5.0V輸出的的LDO,絲印SD6KI。

             

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            正面對應的位置是同步整流輸出濾波固態電容,規格均為25V 1000μF。

             

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            三個USB-C接口焊接正在同一塊PCB板上,兩路獨立降壓設計,設有兩顆降壓芯片以及兩顆輸出VBUS開關管。

             

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            PCB板背面一覽。

             

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            二次降壓芯片采用的是智融SW3516H,這是一款高集成度的多快充協議雙口充電芯片,支持A+C口任意口快充輸出,支持雙口獨立限流。其集成了5A 高效率同步降壓變換器。支持PPS/PD/QC/AFC/FCP/SCP/PE/SFCP等多種快充協議,最大輸出PD 100W,支持CC/CV 模式,以及雙口管理邏輯。外圍只需少量的器件,即可組成完整的高性能多快充協議雙口充電解決方案。

             

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            充電頭網通過拆解了解到,智融SW3516H還被努比亞65W 2C1A氮化鎵充電器、洛克65W氮化鎵快充充電器、RAVPOWER 65W 1A1C氮化鎵快充充電器、綠聯65W 2C1A氮化鎵快充、ANKER 65W雙口超能充等多款產品采用,此外智融的快充芯片還可用于USB PD快充移動電源、快充車充等領域。

             

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            另一路降壓同樣采用智融SW3516H控制。

             

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            兩路輸出VBUS管同型號。

             

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            輸出濾波固態電容均來自南通江海,規格25V 100μF。

             

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            第三個USB-C口的降壓電路單獨使用PCB板布置,靠近初級側這邊外套熱縮管絕緣。

             

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            這一路降壓PCB板上設有一顆主控芯片、兩顆降壓MOS、一顆降壓電感、兩顆電容以及一顆VBUS開關管。

             

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            降壓電芯片同樣為智融SW3516H,高度集成,外圍精簡。

             

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            兩顆濾波電容均來自煜光,規格25V 220μF。

             

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            USB-A接口輸出單獨使用了一塊PCB板,這塊小PCB板上也設有一個降壓電路。

             

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            PCB板背面貼有絕緣板。

             

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            降壓芯片采用的是智融SW3526,采用內置MOS設計,外圍更加精簡。該芯片可支持USB-C口或者USB-A口輸出控制,內部集成了3.5A高效率同步降壓轉換器,支持PPS、PD、QC、AFC、FCP、SCP、PE、SFCP、低壓直充等充電協議,支持CC/CV模式,外部僅需少量器件,即可組成完整的高性能多快充協議充電解決方案。

             

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            智融SW3526資料信息。

             

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            A口輸出濾波電容同樣來自煜光,規格25V 220μF。

             

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            充電器的3C1A四個輸出接口,由一顆外置的單片機協調控制,實現各個接口的功率智能分配。

             

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            USB-C接口外側LED燈環,總計用了28顆LED燈。

             

            圖片

             

            充電器全部拆解完畢。

             

            充電頭網拆解總結

             

            HYPER JUICE這款100W 3C1A氮化鎵快充基于傳統充電器的外觀下,融入了創新的設計,AC交流電插口的加入,緩解了某些應用場景中插孔緊缺的情況。同時多口輸出的設計,也契合了當下用戶多設備充電的場景需求。

             

            性能方面,基于氮化鎵技術實現了效率和體積的突破,做到了小體積、大能耐,支持任意單C口100W輸出,以及A口18W輸出,并且兼容了眾多主流的充電協議。無論用戶連接哪個接口,都能夠給設備快速充電,使用體驗得到提升。

             

            充電頭網拆解了解到,充電器的架構為QR反激拓撲+二次降壓,核心器件為AC-DC部分的納微氮化鎵芯片,高頻、高效的特點,是實現緊湊設計的重要前提。另外,智融的高集成降壓芯片,也精簡了二次降壓部分電路設計,即使四路獨立降壓,對PCB板的占用依然很少。其他元器件的用料也都是主流陣容。

             

            需要指出的是,目前拆解這款充電器是海外版本,所以內部并未設置功率因數校正電路,這也騰出一部分內部空間。


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