百瓦级氮化镓快充都用什么方案拆解29款经

前言

USBPD3.1快充标准的发布,为快充电源向更大功率发展提供了规范规范化依据,新增的28V、36V、48V电压以及最大W的充电功率,能够覆盖游戏本、手机、电动工具、安防领域POE供电、两轮电动车、IOT物联网设备,让快充市场规模进一步扩大。而作为第三代半导体材料,氮化镓应用在大功率电源产品中的优势非常明显,比如减小体积和重量、提升电源转换效率等,为碳中和、碳达峰的目标助力。

不过USBPD3.1快充从标准发布到产品落地,并不是一蹴而就的事情,受限于当前的供应链,快充电源的功率也无法在短时间内实现翻倍,只能一步一步完成。

苹果进入百瓦氮化镓快充市场

为此苹果也做出了表率,推出了全球首款USBPD3.1快充标准的WUSB-C充电器,并且不出意外的应用了氮化镓技术。

素有行业风向标之称,苹果首发W氮化镓PD3.1快充充电器,可谓是行业意义非凡,既打开了快充电源产品迈入百瓦以上的大门,同时也通过品牌背书,提升氮化镓在消费类电源市场的知名度,加速新技术的普及。

此外,苹果WUSB-C充电器采用了全新的LLC架构,这也将掀起LLC机构普及风暴,因为对于百瓦级快充尤其是多口快充电源而言,LLC架构有着无可比拟的优势。而作为LLC的黄金搭档,PFC控制器市场也将迎来新的增长,借助碳化硅二极管,PFC电路可以实现了更高的效率;拥有更高集成、更高功率密度的平面变压器,也将在大功率氮化镓快充市场中发挥重要作用,

根据充电头网统计,包括苹果在内,目前已有16家一线的手机、笔电品牌入局了氮化镓快充市场,推出的快充电源产品更是多达38款。而在百瓦级别的氮化镓电源产品中,目前也有多达21家品牌推出了29款产品。可见氮化镓技术对于推动大功率快充市场的发展,功不可没。

29款百瓦氮化镓快充拆解汇总

本次汇总整理的百瓦级氮化镓充电器,功率从90W-W之间不等,不过其中数量最多的是WPD快充。

在接口方面,这些百瓦氮化镓充电器基本可以分为三大阵营,一种是系统内品牌推出的官方原装配件,大部分都只会配一个充电接口;第二种是第三方品牌推出的W氮化镓快充,基本都会选配2个接口以上,并采用USB-A、USB-C兼顾的策略;第三种就是专门针对游戏本推出的百瓦以上的电源,这类电源大部分都会配备不同规格的DC接口。

电源架构方面,在这28款百瓦氮化镓充电器中,QR、ACF、LLC三种主流的架构都有应用,不过由于功率过大,部分面向国内市场的充电器都加入了PFC功率因数校正电路,另有一部分面向海外的产品则没有这项要求。

此外可以看到,目前百瓦大功率氮化镓充电器的GaN功率器件主要来自纳微、英诺赛科、PI、GaNSystems、意法半导体五家厂商;PFC控制器以及AC-DC开关电源芯片则大多为恩智浦、安森美等一线大厂,协议芯片则基本被本土品牌主导,包括智融、英集芯、慧能泰、昂宝等。

以下是这29款百瓦氮化镓充电器的详细介绍,点击蓝色字体即可查看拆解文章。

排名不分先后,按品牌英文首字母排序。

AOHi

1、拆解报告:AoHiW双C口氮化镓快充充电器

PFC升压芯片:恩智浦

PWM主控芯片:两颗PIINNC

同步整流:PIINNC内置

氮化镓器件:PIINNC内置

协议芯片:英集芯IP

编辑点评:AOHiMagcubeW氮化镓充电器在外观方面,延续了Magcube家族的风格,沉稳的黑色配色,同时也借助氮化镓器件的优势,将充电器的体积做得非常小巧,带PFC电路以及双口输出,仍然要比传统同功率级别充电器小一圈,便携性和实用性同时提升。

在性能方面,这款充电器支持双C口盲插输出W,并且两个接口的性能完全一致,所以充电时不用在接口的选择上犹豫不决,在双口同时对外供电时,采用了功率分配的方式也是比较合理的,能够满足轻薄型笔电和手机等设备的用电需求,出门只需带上一个充电器即可。

充电头网拆解了解到,这款充电器采用的是一种高性能、高效率的电源架构,内部除了PFC升压电路之外,还设置了两路AC-DC电源以及两颗协议芯片;单口输出时,两路合并,双口输出时,两个接口的功率智能分配,这种设计省略了二次降压电路,整机效率会更胜一筹,温度表现更出色。

Apple苹果

1、拆解报告:苹果新款MacBookPro16标配W氮化镓充电器

PFC升压芯片:恩智浦TEA

LLC主控芯片:ST单片机控制

同步整流:安森美定制

氮化镓器件:GaNSystems定制

协议芯片:英飞凌CYPD

编辑点评:苹果WUSB-C充电器延续了苹果PD快充的家族风格,纯白色外壳搭配的是亮面处理,外壳居中为苹果logo。输入端采用的是可拆卸更换的折叠插脚,方便收纳,同时也可以接上延长线,输出端为单USB-C接口,支持USBPD3.1快充协议,可以输出28V5AW功率。同时还支持5V、9V、15V、20V四种电压档位,可以为常规USB-C接口的笔记本电脑、平板电脑、手机、智能穿戴设备充电。

充电头网通过拆解了解到,这款W氮化镓充电器保持苹果一贯的高水准用料做工要求。采用PFC+同步降压+LLC开关电源架构设计,推测为LLC固定变比,通过同步降压调节输出电压。输入端设有主动被动相结合的整流电路,控制器、MOS管大多为定制料号,来自意法、英飞凌、安森美、东芝等国际知名大厂。

ALIENWARE外星人

1、拆解报告:外星人W氮化镓电源

PFC升压芯片:定制LTAT

LLC主控芯片:定制LTAT

同步整流:定制LTA

氮化镓器件:GaNSystemsGS---2-L

编辑点评:外星人这款W氮化镓电源本身带有接地设计,而且电源线可根据不同地区做相应的更换,对于很多小伙伴来说是大大的好评。另外电源还通过了等多项认证,足见其质量可靠。

电源由大厂光宝代工,基于PFC+LLC电源架构开发,LLC开关电源采用LTAT+LTA定制控制方案,搭配GaNSystemsGS---2-L氮化镓器件进行PFC升压,总的来说电源整体的用料做工相当优秀,对得起外星人一直以来的好口碑。

ASUS华硕

1、内置6颗第三代半导体芯片,华硕游戏本W充电器拆解

PFC升压芯片:安森美NCP

LLC主控芯片:安森美NCP

同步整流芯片:安森美NCPD

氮化镓器件:纳微NV

编辑点评:华硕W电源适配器基于PFC+LLC电源架构开发,不过在PFC升压部分采用了全新的方案。整流桥采用英飞凌MOS管配合驱动器,由MPSMP控制进行主动桥式整流,代替传统的整流桥降低损耗,提高效率。

安森美NCP进行两相交错式PFC升压,两路PFC开关管选用纳微氮化镓功率芯片,并使用两颗瑞能碳化硅二极管整流。LLC控制器为安森美NCP,开关管同为纳微NV。电源内部采用多块小板焊接,充分利用PCB面积,内部元件紧凑,堪称极致高功率密度电源设计典范。

ANSHU安述

1、拆解一款游戏本专用W氮化镓+碳化硅适配器

PFC升压芯片:恩智浦TEAAAT

LLC主控芯片:恩智浦TEAAAT

同步整流芯片:恩智浦TEA

氮化镓器件:英诺赛科INND02

编辑点评:安述智能这款W电源适配器在氮化镓+碳化硅黑科技加持下,机身尺寸做到了*72*29mm,这一表现足以匹敌目前的很多W快充充电器。此外配备的折叠插脚,搭配1.7米输出线,不再需要输入电源线,便携性进一步提升。由于是使用专用接口,选购时还需对应电脑的品牌型号,专款专用。

充电头网通过拆解了解到,充电器采用了恩智浦TEAAAT+TEA高集成LLC开关电源方案,搭配了四颗英诺赛科INND02氮化镓功率管,美浦森MSM06G1碳化硅二极管,氮化镓和碳化硅双料加持,效率有保证。

输出同步整流管采用冠禹KSNAT。此外也是得益于此,以及永铭小体积快充电容的使用,才能将一款W大功率电源适配器做得如此小巧。

Baseus倍思

1、首款高通QC5认证W氮化镓快充拆解!

PFC升压芯片:安森美NCPBEC

PWM主控芯片:安森美NCP

同步整流芯片:MK

协议芯片:英集芯IPS

氮化镓器件:纳微NV

编辑点评:作为倍思又一款W级氮化镓快充,外观上延续了倍思此前的W多口充外观ID设计,机身上也印有W特殊字体,此外充电器采用可折叠插脚设计,保证了便携性。产品配备单USB-C接口,支持高通最新QC5快充,还支持QC2.0/3.0、PD3.0、PPS快充协议,具备5/9/12/15V3A、20V5A、3.3-20V5A电压档位,充分满足手机、笔电等各类设备快充需求。

充电头网通过拆解了解到,PCBA模块上的元器件规划布局整齐有序,打胶,配备散热片等常规设计也没有少。此外作为一款大功率充电器,PFC升压电路也是不可少的,升压开关管采用纳微NV氮化镓功率芯片。

开关电源部分,采用安森美NCP搭配东微高压MOS管,以及茂睿芯MK搭配恒泰柯同步整流管组成,输出宽范围电压。采用英集芯IPSQC5认证高性能协议IC控制输出电压。产品整体用料做工扎实。

2、拆解报告:倍思W2A2C氮化镓快充充电器

PFC升压芯片:恩智浦TEAAAT

LLC主控芯片:恩智浦TEAAAT

同步整流芯片:恩智浦TEAT

协议芯片:智融SWH

氮化镓器件:纳微NV

编辑点评:倍思这款Pro版W氮化镓充电器延续扁平修长ID风格设计,配备2A2C接口,支持QC、AFC、FCP、SCP、PE2.0、PD3.0、PPS多个整流快充协议,支持5APPS快充,整体性能以及兼容性很好。另外支持多个充电策略,满足笔记本、手机等多台设备同时快充需求。设计上配备可折叠插脚,两类接口性能上完全一致,支持功率盲插,便携便用。

充电头网通过拆解发现,这款充电器内置PFC升压电路,采用时下热门的恩智浦TEAAAT+TEAT高性能LLC架构,PFC级升压开关管采用纳微NV,LLC级高压开关管采用谷峰GC11N65D,同步整流管采用维安WMBNV6LG2,组成固定电压输出的开关电源。

输出端采用3路DC-DC四口输出设计,两个USB-A口为一路,采用智融SWH+泰德TDM方案,二次降压和协议识别,实现单口65W快充双口5V输出;另外两个C口各单独一路,不过采用方案和A口的完全相同。多口输出功率由一颗MCU智能分配。

3、全球首款W氮化镓+碳化硅PD快充充电器拆解

PFC升压芯片:安森美NCP

LLC主控芯片:安森美NCP

同步整流芯片:安森美NCP

协议芯片:智融SWH

氮化镓器件:纳微NV+纳微NV

编辑点评:Baseus倍思这款W氮化镓充电器造型上采用扁平修长ID风格,是全球首款W氮化镓(GaN)+碳化硅(SiC)充电器,消息一出便引起业界高度

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