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镓是什么意思(手机充电器氮化镓是什么意思)

时间:2023-10-26 16:35:37 作者:鹰视狼顾 来源:用户分享

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嫌弃快充头体积太大?你需要了解氮化镓充电器

相信最近关心手机行业的朋友们都注意到了“氮化镓(GaN)”这一名词在充电领域的频繁出现,特别是今年年初小米发布旗下首款65W氮化镓快充充电器之后,“氮化镓”这一名词就开始广泛出现在了大众的视野中。

氮化镓(GaN)

氮化镓是什么?

那么氮化镓到底是何方神圣呢?简单来说,氮化镓(GaN)是由氮和镓组成的一种半导体材料,因为其禁带宽度大于2.2eV,又被称为宽禁带半导体材料,与碳化硅(SiC)等材料一起被称为第三代半导体材料。

半导体材料氮化镓与碳化硅

因氮化镓材料具有耐高压、大电流、导热率高等特性,与传统的半导体材料例如硅相比,氮化镓材料能够实现更高的效率和功率密度,目前氮化镓材料已经被广泛的应用于光电、电子、射频等多个领域。

使用了氮化镓技术的小型雷达

近年来随着手机快充的速度越来越快,手机的充电头也越来越大,因此性能优异的氮化镓材料也被引入了手机充电领域。对于手机充电器而言,使用氮化镓技术的充电器与传统充电器相比一大显著优势便是体积小!例如在60W至65W这个级别,大多数65W的氮化镓充电器的体积要比相近充电功率的传统充电器缩小三分之一以上。

Rpower 65W与Apple 61W对比

目前市面上的氮化镓充电器主要是将氮化镓功率芯片用作功率开关,利用氮化镓的高频特性带来高开关频率。与采用硅MOSFET的传统充电器相比,高开关频率可减小变压器和电容的体积,从而缩小充电器的体积。同时因为氮化镓具有更低的损耗,其它的器件如电感,线圈等被动件也会比传统充电器更少,进一步带来充电器体积的压缩。

Anker氮化镓充电器架构图

除了给手机充电之外,氮化镓充电器的另外一大优势便是可以为使用PD协议供电的笔记本电脑等设备进行充电。在此前笔记本电脑的传统电源适配器,对于经常出门在外需要携带电脑的人群来说是典型的“负重载荷”,而现在笔记本电脑也能使用小体积的充电器了。

小米GaN充电器支持为笔记本电脑充电

目前,已经有多家手机和配件厂商推出了使用氮化镓(GaN)技术的充电器,下面我就来为大家介绍几款目前正在热销的氮化镓充电器。

小米 GaN氮化镓 65W充电器

小米GaN氮化镓 65W充电器拥有一个Type-C接口,插脚为直插式不可折叠,支持多种快充协议,附送一根搭载有E-marker芯片的5A Type-C数据线。

与部分手机配件厂商推出的65W充电器相比,只有一个Type-C接口的小米GaN氮化镓 65W充电器显得十分小巧。其在支持USB PD和Apple2.4A、QC、三星AFC、华为FCP快速充电协议等快充协议的同时,还支持小米10 Pro的50W私有快充协议。

小米推出的这款氮化镓充电器,虽说不是最早第一批的氮化镓充电器,但凭借其较低的售价可以说对于氮化镓充电器的普及具有明显的推动作用。

努比亚 65W氘锋充电器

努比亚 65W氘锋充电器拥有两个USB-C和一个USB-A接口,插脚为折叠式,支持多种快充协议,Type-C1单口支持输出65W、Type-C2单口支持输出30W,USB-A单口支持输出24W。

努比亚 65W氘锋充电器自发布之后就凭借出众的设计吸引了不少“硬核”用户的关注,其可以同时为三台设备进行充电的配置,也因为极强的实用性而广受大家的欢迎。并且努比亚 65W氘锋的折叠插脚设计,令其可以很方便的在包中进行收纳。

倍思 氮化镓GaN 65W充电器

倍思 氮化镓GaN 65W充电器拥有两个USB-C和一个USB-A接口,插脚为折叠式,支持多种快充协议,Type-C1单口支持输出65W、Type-C2单口支持输出30W,USB-A单口支持输出30W。

倍思 氮化镓GaN 65W充电器作为较早采用2C1A三口设计的氮化镓充电器,其知名度和销量都非常不错。为了充分发挥三口设计的优势,其对于快充协议的支持可以说是非常的全面,据倍思商品页面介绍倍思 氮化镓GaN 65W充电器支持包括PD3.0、QC3.0、三星AFC、华为FCP/SCP等在内的多种快充协议,基本可以满足多设备用户的充电需求。

Rpower 65W 氮化镓充电器

Rpower 65W氮化镓充电器一个USB-C和一个USB-A接口,插脚为折叠式,支持多种快充协议,重112g,支持智能动态功率调节功能。

作为率先推出氮化镓充电器的品牌之一,Rpower目前已经推出了多款不同规格的氮化镓充电器。作为一款多口充电器,Rpower搭载了iSmart芯片,拥有智能分流和智能动态功率调节功能,可以优先保证USB-C接口的供电需求,这点在同时为笔记本电脑和手机进行充电时非常实用。

除了以上提到的产品之外,SHARGE(闪极)、ANKER、品胜、毕亚兹、realme、oppo、Zendure(征拓)等品牌都推出了氮化镓充电器,未来华为、魅族等手机厂商也将有氮化镓充电器上市。

华为发布氮化镓充电器

氮化镓充电器的未来

目前来看,氮化镓充电器还处于快速发展的阶段,在各大厂商尝试新的产品形态和新的设计的同时,也还面临着散热、做工、多协议支持等问题。并且因为氮化镓材料目前的价格居高不下,氮化镓充电器的售价也迟迟不能向下突破100元大关。

不过,我们相信随着用户对于小体积大功率快充充电器的渴望越来越强烈,以及更多的厂商特别是多家手机厂商的入局,氮化镓充电器将很快发展成熟并为消费者带来“物美价廉”的产品。

(7432727)

充电器的“减肥药”!GaN(氮化镓)到底是个啥?

在PC电源和充电器市场,从去年开始便流行起一个名为“GaN”(氮化镓)的概念,并因这项技术的加盟获得了更为出色的电气性能。那么,GaN到底是一种怎样的技术,它能对我们未来的生活产生哪些影响呢?

功率体积闹矛盾

无论是笔记本还是智能手机,专门给适配器/充电器“减肥”是一件非常费力不讨好的事情,毕竟对绝大多数普通消费者而言,有着免费(随机附赠)的不用,为了小一圈的充电器花钱很不经济。

然而,随着USB Type-C接口和USB PD快充成为行业标准之后,新款手机、笔记本(主要是中高端轻薄本)和Switch游戏掌机等数码设备居然用上了同一套充电协议,这意味着研发一款USB PD充电器将拥有无数的“潜在客户”,只要产品够好绝对不愁卖!

于是,小小的充电器也开始了跨界之旅——笔记本适配器号称兼容手机,而手机的充电器则主打能为笔记本供电,出差时一个(PD充电器)在手,全家(随身携带的所有数码设备)不愁。

问题来了,什么样的充电器才够好呢?没错,就是大功率+小身材,也就是当充电器解决矛盾之后的样子。

瘦身的“拖油瓶”

充电器虽然不大,但它内部却集成了包括初级开关管、次级同步整流管、PWM控制器、同步整流控制器、变压器、电解电容、整流桥、共模电感、慢熔保险丝、快充协议控制芯片和各种MOSFET在内的数十种零部件。

学过初中物理的同学应该都知道,在充电功率相同时,充电器的体积越大散热效果必然越好。如果盲目地在缩小充电器体积的同时提高功率,发热量将难以控制,极端情况下甚至会引起火灾等隐患。

在充电器的内部构成中,MOSFET(金氧半场效晶体管,简称MOS或功率器件)至关重要,它影响着该产品所支持的最大输入/输出功率和功率转换耗损率,也是高负载运行时发热量最大的零部件之一。

一款充电器能否在支持更高功率的同时加以瘦身,最有效的解决方案就是提升MOSFET的性能并降低它的发热量。

可惜,当前用于生产MOSFET的第一代(Ge、Si)和第二代半导体材料(GaAs、InP)在单位体积的功率转换上都遇到了天花板,想进一步提升功率就必须留出足够的散热空间,也就是牺牲体积。

为此,英飞凌曾推出过“Cool MOSFET”(Coolmos),这是一种改进型结构的MOSFET,具有更低的导通电阻、更快的开关速度,可以实现更高的功率转换效率。还记得联想在2018年推出的ThinkPlus口红电源吗?这款超迷你的65W充电器只有成年人的两根手指大小,重量不足120g,堪称充电器领域的“小网红”。

而它能之所以能实现如此迷你身材,就是内置了型号为IPL60R365P7的英飞凌Cool MOSFET芯片。

可惜,哪怕是Cool MOSFET也依旧存在天花板,在65W功率下ThinkPlus的体型就算是极限了。还好,市面上随后出现了一类主打GaN(氮化镓)的迷你充电器,同样是65W的充电功率,体型却比ThinkPlus小了一大圈,几乎和传统手机用的18W快充充电器大小差不多。

那么,这种超迷你的大功率充电器又是怎样炼成的呢?

氮化镓的神助攻

目前主流的MOSFET都是基于Si硅制造的,既然这种半导体材料在高功率下已经不堪重负,那更换另外一种半导体材料不就结了?

于是,一种名为“GaN”(氮化镓)的元素出现了,它是由氮和镓组成的一种人造化合物,与碳化硅(SiC)并称为第三代半导体材料的双雄。

GaN氮化镓材料稳定又坚硬,它的熔点约为1700℃,做成GaN功率器件(GaNFET)后可以在200℃以上的高温下工作。氮化镓比硅材料的禁带宽度大3倍、击穿场强高10倍、饱和电子迁移速度快3倍、热导率高2倍,这些性能提升带来的优势就是它比硅更适合做大功率高频的功率器件。

假如电源插孔内的交流电是一望无际的湖水,充电器内的功率器件就像勺子,需要不断将插孔内的湖水捞出,转化为直流电后再传输给数码设备供电。此时,用MOSFET做的勺子每秒钟只能勺10下,再快就有烧毁罢工的风险。而GaNFET做的勺子每秒则可以勺至少30下,效率高还不怕累。

在这种低损耗和高开关频率特性的帮助下,GaN氮化镓能以更低的发热量去承受更大的功率。因此,功率相同的充电器,采用GaNFET功率器件的产品往往可以做的更轻巧迷你。

需要注意的是,GaN充电器并不是什么新鲜事物,早在2018年底,ANKER就在美国纽约发布了型号为“PowerPort Atom PD 1”的GaN充电器,在年初CES2020大展上亮相的GaN充电器数量更是接近70款,覆盖18W~100W等多个充电功率档位。

还记得2019年10月上市的OPPO Reno Ace吗?这款手机支持高达65W的SuperVOOC 2.0闪充,其标配的充电器就使用了氮化镓,OPPO也因此成为了全球首家在充电器中导入GaNFET的手机厂商。

可惜,OPPO Reno Ace的GaN充电器并不支持PD协议,只有搭配支持自家SuperVOOC 2.0技术的手机才能输出65W,较窄的适用范围注定它很难被大众所熟知。此外。Reno Ace标配的65W充电器体型较大,并没有体现出氮化镓可以帮助充电器瘦身的特性。

今年OPPO还高调发布了125W闪充充电器、110W 超闪mini充电器、65W AirVOOC无线充电器和50W超闪饼干充电器,它们的共性就是身材性感,而且兼容SuperVOOC、VOOC和PD等快充协议,兼容性更好。

而这些新一代闪充充电器可以瘦身的秘诀,依旧是内部加入了氮化镓高频开关。以50W超闪饼干充电器为例,它的厚度仅10.5mm,配合折叠插脚设计,轻松适应日常收纳携带,可轻松放置于衬衫、牛仔裤口袋,超小无负担。

时至今日,引入氮化镓的充电器已经成为高端手机的标配,在第三方PD充电器市场也呈现出了燎原之势,甚至已经出现了支持90W~120W的氮化镓充电器,可以同时为轻薄本和手机满血充电。

小结

抛开GaN氮化镓在其他领域的贡献不谈,单凭它对充电器功率提高和体型缩小的改进来看,就是一项非常值得期待和普及的技术。未来,一个只有1/4烟盒大小的充电器就能具备超过100W的输出功率,兼容所有的数码设备,想想都美妙。同时,我们也希望氮化镓能早日用于游戏本的电源适配器,帮助150W起步的“砖头”瘦身,终结游戏本越来越轻薄而适配器却依旧呆板笨重的历史。

充电器的“减肥药”!GaN(氮化镓)到底是个啥?

在PC电源和充电器市场,从去年开始便流行起一个名为“GaN”(氮化镓)的概念,并因这项技术的加盟获得了更为出色的电气性能。那么,GaN到底是一种怎样的技术,它能对我们未来的生活产生哪些影响呢?

功率体积闹矛盾

无论是笔记本还是智能手机,专门给适配器/充电器“减肥”是一件非常费力不讨好的事情,毕竟对绝大多数普通消费者而言,有着免费(随机附赠)的不用,为了小一圈的充电器花钱很不经济。

然而,随着USB Type-C接口和USB PD快充成为行业标准之后,新款手机、笔记本(主要是中高端轻薄本)和Switch游戏掌机等数码设备居然用上了同一套充电协议,这意味着研发一款USB PD充电器将拥有无数的“潜在客户”,只要产品够好绝对不愁卖!

于是,小小的充电器也开始了跨界之旅——笔记本适配器号称兼容手机,而手机的充电器则主打能为笔记本供电,出差时一个(PD充电器)在手,全家(随身携带的所有数码设备)不愁。

问题来了,什么样的充电器才够好呢?没错,就是大功率+小身材,也就是当充电器解决矛盾之后的样子。

瘦身的“拖油瓶”

充电器虽然不大,但它内部却集成了包括初级开关管、次级同步整流管、PWM控制器、同步整流控制器、变压器、电解电容、整流桥、共模电感、慢熔保险丝、快充协议控制芯片和各种MOSFET在内的数十种零部件。

学过初中物理的同学应该都知道,在充电功率相同时,充电器的体积越大散热效果必然越好。如果盲目地在缩小充电器体积的同时提高功率,发热量将难以控制,极端情况下甚至会引起火灾等隐患。

在充电器的内部构成中,MOSFET(金氧半场效晶体管,简称MOS或功率器件)至关重要,它影响着该产品所支持的最大输入/输出功率和功率转换耗损率,也是高负载运行时发热量最大的零部件之一。

一款充电器能否在支持更高功率的同时加以瘦身,最有效的解决方案就是提升MOSFET的性能并降低它的发热量。

可惜,当前用于生产MOSFET的第一代(Ge、Si)和第二代半导体材料(GaAs、InP)在单位体积的功率转换上都遇到了天花板,想进一步提升功率就必须留出足够的散热空间,也就是牺牲体积。

为此,英飞凌曾推出过“Cool MOSFET”(Coolmos),这是一种改进型结构的MOSFET,具有更低的导通电阻、更快的开关速度,可以实现更高的功率转换效率。还记得联想在2018年推出的ThinkPlus口红电源吗?这款超迷你的65W充电器只有成年人的两根手指大小,重量不足120g,堪称充电器领域的“小网红”。

而它能之所以能实现如此迷你身材,就是内置了型号为IPL60R365P7的英飞凌Cool MOSFET芯片。

可惜,哪怕是Cool MOSFET也依旧存在天花板,在65W功率下ThinkPlus的体型就算是极限了。还好,市面上随后出现了一类主打GaN(氮化镓)的迷你充电器,同样是65W的充电功率,体型却比ThinkPlus小了一大圈,几乎和传统手机用的18W快充充电器大小差不多。

那么,这种超迷你的大功率充电器又是怎样炼成的呢?

氮化镓的神助攻

目前主流的MOSFET都是基于Si硅制造的,既然这种半导体材料在高功率下已经不堪重负,那更换另外一种半导体材料不就结了?

于是,一种名为“GaN”(氮化镓)的元素出现了,它是由氮和镓组成的一种人造化合物,与碳化硅(SiC)并称为第三代半导体材料的双雄。

GaN氮化镓材料稳定又坚硬,它的熔点约为1700℃,做成GaN功率器件(GaNFET)后可以在200℃以上的高温下工作。氮化镓比硅材料的禁带宽度大3倍、击穿场强高10倍、饱和电子迁移速度快3倍、热导率高2倍,这些性能提升带来的优势就是它比硅更适合做大功率高频的功率器件。

假如电源插孔内的交流电是一望无际的湖水,充电器内的功率器件就像勺子,需要不断将插孔内的湖水捞出,转化为直流电后再传输给数码设备供电。此时,用MOSFET做的勺子每秒钟只能勺10下,再快就有烧毁罢工的风险。而GaNFET做的勺子每秒则可以勺至少30下,效率高还不怕累。

在这种低损耗和高开关频率特性的帮助下,GaN氮化镓能以更低的发热量去承受更大的功率。因此,功率相同的充电器,采用GaNFET功率器件的产品往往可以做的更轻巧迷你。

需要注意的是,GaN充电器并不是什么新鲜事物,早在2018年底,ANKER就在美国纽约发布了型号为“PowerPort Atom PD 1”的GaN充电器,在年初CES2020大展上亮相的GaN充电器数量更是接近70款,覆盖18W~100W等多个充电功率档位。

还记得2019年10月上市的OPPO Reno Ace吗?这款手机支持高达65W的SuperVOOC 2.0闪充,其标配的充电器就使用了氮化镓,OPPO也因此成为了全球首家在充电器中导入GaNFET的手机厂商。

可惜,OPPO Reno Ace的GaN充电器并不支持PD协议,只有搭配支持自家SuperVOOC 2.0技术的手机才能输出65W,较窄的适用范围注定它很难被大众所熟知。此外。Reno Ace标配的65W充电器体型较大,并没有体现出氮化镓可以帮助充电器瘦身的特性。

今年OPPO还高调发布了125W闪充充电器、110W 超闪mini充电器、65W AirVOOC无线充电器和50W超闪饼干充电器,它们的共性就是身材性感,而且兼容SuperVOOC、VOOC和PD等快充协议,兼容性更好。

而这些新一代闪充充电器可以瘦身的秘诀,依旧是内部加入了氮化镓高频开关。以50W超闪饼干充电器为例,它的厚度仅10.5mm,配合折叠插脚设计,轻松适应日常收纳携带,可轻松放置于衬衫、牛仔裤口袋,超小无负担。

时至今日,引入氮化镓的充电器已经成为高端手机的标配,在第三方PD充电器市场也呈现出了燎原之势,甚至已经出现了支持90W~120W的氮化镓充电器,可以同时为轻薄本和手机满血充电。

小结

抛开GaN氮化镓在其他领域的贡献不谈,单凭它对充电器功率提高和体型缩小的改进来看,就是一项非常值得期待和普及的技术。未来,一个只有1/4烟盒大小的充电器就能具备超过100W的输出功率,兼容所有的数码设备,想想都美妙。同时,我们也希望氮化镓能早日用于游戏本的电源适配器,帮助150W起步的“砖头”瘦身,终结游戏本越来越轻薄而适配器却依旧呆板笨重的历史。

嫌弃快充头体积太大?你需要了解氮化镓充电器

相信最近关心手机行业的朋友们都注意到了“氮化镓(GaN)”这一名词在充电领域的频繁出现,特别是今年年初小米发布旗下首款65W氮化镓快充充电器之后,“氮化镓”这一名词就开始广泛出现在了大众的视野中。

氮化镓(GaN)

氮化镓是什么?

那么氮化镓到底是何方神圣呢?简单来说,氮化镓(GaN)是由氮和镓组成的一种半导体材料,因为其禁带宽度大于2.2eV,又被称为宽禁带半导体材料,与碳化硅(SiC)等材料一起被称为第三代半导体材料。

半导体材料氮化镓与碳化硅

因氮化镓材料具有耐高压、大电流、导热率高等特性,与传统的半导体材料例如硅相比,氮化镓材料能够实现更高的效率和功率密度,目前氮化镓材料已经被广泛的应用于光电、电子、射频等多个领域。

使用了氮化镓技术的小型雷达

近年来随着手机快充的速度越来越快,手机的充电头也越来越大,因此性能优异的氮化镓材料也被引入了手机充电领域。对于手机充电器而言,使用氮化镓技术的充电器与传统充电器相比一大显著优势便是体积小!例如在60W至65W这个级别,大多数65W的氮化镓充电器的体积要比相近充电功率的传统充电器缩小三分之一以上。

Rpower 65W与Apple 61W对比

目前市面上的氮化镓充电器主要是将氮化镓功率芯片用作功率开关,利用氮化镓的高频特性带来高开关频率。与采用硅MOSFET的传统充电器相比,高开关频率可减小变压器和电容的体积,从而缩小充电器的体积。同时因为氮化镓具有更低的损耗,其它的器件如电感,线圈等被动件也会比传统充电器更少,进一步带来充电器体积的压缩。

Anker氮化镓充电器架构图

除了给手机充电之外,氮化镓充电器的另外一大优势便是可以为使用PD协议供电的笔记本电脑等设备进行充电。在此前笔记本电脑的传统电源适配器,对于经常出门在外需要携带电脑的人群来说是典型的“负重载荷”,而现在笔记本电脑也能使用小体积的充电器了。

小米GaN充电器支持为笔记本电脑充电

目前,已经有多家手机和配件厂商推出了使用氮化镓(GaN)技术的充电器,下面我就来为大家介绍几款目前正在热销的氮化镓充电器。

小米 GaN氮化镓 65W充电器

小米GaN氮化镓 65W充电器拥有一个Type-C接口,插脚为直插式不可折叠,支持多种快充协议,附送一根搭载有E-marker芯片的5A Type-C数据线。

与部分手机配件厂商推出的65W充电器相比,只有一个Type-C接口的小米GaN氮化镓 65W充电器显得十分小巧。其在支持USB PD和Apple2.4A、QC、三星AFC、华为FCP快速充电协议等快充协议的同时,还支持小米10 Pro的50W私有快充协议。

小米推出的这款氮化镓充电器,虽说不是最早第一批的氮化镓充电器,但凭借其较低的售价可以说对于氮化镓充电器的普及具有明显的推动作用。

努比亚 65W氘锋充电器

努比亚 65W氘锋充电器拥有两个USB-C和一个USB-A接口,插脚为折叠式,支持多种快充协议,Type-C1单口支持输出65W、Type-C2单口支持输出30W,USB-A单口支持输出24W。

努比亚 65W氘锋充电器自发布之后就凭借出众的设计吸引了不少“硬核”用户的关注,其可以同时为三台设备进行充电的配置,也因为极强的实用性而广受大家的欢迎。并且努比亚 65W氘锋的折叠插脚设计,令其可以很方便的在包中进行收纳。

倍思 氮化镓GaN 65W充电器

倍思 氮化镓GaN 65W充电器拥有两个USB-C和一个USB-A接口,插脚为折叠式,支持多种快充协议,Type-C1单口支持输出65W、Type-C2单口支持输出30W,USB-A单口支持输出30W。

倍思 氮化镓GaN 65W充电器作为较早采用2C1A三口设计的氮化镓充电器,其知名度和销量都非常不错。为了充分发挥三口设计的优势,其对于快充协议的支持可以说是非常的全面,据倍思商品页面介绍倍思 氮化镓GaN 65W充电器支持包括PD3.0、QC3.0、三星AFC、华为FCP/SCP等在内的多种快充协议,基本可以满足多设备用户的充电需求。

Rpower 65W 氮化镓充电器

Rpower 65W氮化镓充电器一个USB-C和一个USB-A接口,插脚为折叠式,支持多种快充协议,重112g,支持智能动态功率调节功能。

作为率先推出氮化镓充电器的品牌之一,Rpower目前已经推出了多款不同规格的氮化镓充电器。作为一款多口充电器,Rpower搭载了iSmart芯片,拥有智能分流和智能动态功率调节功能,可以优先保证USB-C接口的供电需求,这点在同时为笔记本电脑和手机进行充电时非常实用。

除了以上提到的产品之外,SHARGE(闪极)、ANKER、品胜、毕亚兹、realme、oppo、Zendure(征拓)等品牌都推出了氮化镓充电器,未来华为、魅族等手机厂商也将有氮化镓充电器上市。

华为发布氮化镓充电器

氮化镓充电器的未来

目前来看,氮化镓充电器还处于快速发展的阶段,在各大厂商尝试新的产品形态和新的设计的同时,也还面临着散热、做工、多协议支持等问题。并且因为氮化镓材料目前的价格居高不下,氮化镓充电器的售价也迟迟不能向下突破100元大关。

不过,我们相信随着用户对于小体积大功率快充充电器的渴望越来越强烈,以及更多的厂商特别是多家手机厂商的入局,氮化镓充电器将很快发展成熟并为消费者带来“物美价廉”的产品。

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电脑电源巨头推出100W氮化镓快充,深度拆解看看用料如何

我们都知道航嘉在去年推出过一款重磅65W氮化镓双认证安全快充,配备1A1C接口可以给两台手机等电子产品充电。近期,充电头网了解到航嘉又推出了一款百瓦级氮化镓充电器,其配备2C1A三个主流USB接口,双C口均支持100W快充,支持功率盲插使用方便,A口支持常规18W快充。

航嘉集团历经27年深耕发展,已稳步成长为电源行业内知名品牌。航嘉也是在2020年国内首批获得CCC和CQC(AA)双认证的企业,旗下PC电源、充电器、适配器、插座、行业电源等产品质量均获得国家级认可。新推出的这款100W氮化镓安全快充亦通过了CCC、CQC(AA)双认证,充电头网已对其进行过详细评测,下面就拆开看看实际用料做工如何。

此前,充电头网还和大家分享了航嘉180W ATX12V only PC电源、航嘉迷你20W PD快充充电器、航嘉55W USB PD快充充电器等多款产品的拆解,欢迎查阅。

一、航嘉100W氮化镓双认证安全快充外观

包装盒设计风格延续,正面印有HuntKey航嘉品牌、100W标识、充电器名称和外观图、三大卖点。

背面印有充电器使用场景和参数。

包装内含充电器、数据线和使用说明书。

附带线缆是CC线,线头外壳磨砂方便插拔,此外凹印5A字样,表明可过5A电流。

测得线缆长度约为2米。

另外使用ChargerLAB POWER-Z KM001C测得该线缆带有E-Marker芯片,电力传输能力20V5A,即支持100W PD快充。

充电器采用方块造型设计,外壳为PC阻燃材质,表面磨砂,输入输出两端边缘过渡明显。

机身正面印有HuntKey品牌logo以及100W字样。

充电器配备固定式国标插脚。

输入端外壳上印有充电器参数。

型号:HKC10020050-0B1

输入:100-240V~50/60Hz 2A

USB-C1/2:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A(100W Max)

USB-A输出:5V3A、9V2A、12V1.5A(18W Max)

双口输出:

C1+C2:60W+20W (80W Max)

C1+A:60W+18W (78W Max)

C2+A:60W+18W(78W Max)

三口输出:

C1+C2+A:30W+30W+20W(78W Max)

制造商:深圳市航嘉驰源电气股份有限公司

产品已经通过了CCC、CQC(AAA)认证。

输出端配有2C1A接口,均采用蓝色胶芯,接口旁印有区别标识。

测得充电器机身高度为67.33mm。

宽度为65.94mm。

厚度为29.09mm。

和苹果96W充电器对比,体积小一些。

充电器拿在手上的直观感受。

另外充电器净重约为221g。

使用ChargerLAB POWER-Z KT002测得USB-C1口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP协议,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PE2.0、PD3.0、PPS快充协议。

并且还具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五组固定电压档位,以及3.3-21V5A一组PPS电压档位。

另外测得C2口兼容协议和C1口的完全一样。

PDO报文也相同,即两个C口支持单口功率盲插,使用方便。

最后测得USB-A口支持QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PE2.0快充协议。

二、航嘉100W氮化镓双认证安全快充拆解

充电器内部灌胶处理,提升整体耐候性和散热性能。

将导热胶清理干净方便观察。

板子正面一览,右侧设有输入EMI滤波和PFC升压电路的器件,左侧设有高压滤波电解电容和变压器,输出端焊接小板。

主板背面一览,左侧设有整流桥、PFC升压开关管、续流二极管,右上角是开关电源PWM控制器和氮化镓功率开关管,次级侧设有MCU、同步整流管以及A口的降压协议IC。

通过观察发现,这款充电器采用PFC+QR开关电源架构,输出端三口分别采用三路独立二次降压电路输出,输出功率智能分配。下面我们从输入端开始了解各器件的信息。

PCB板一侧设有保险丝、共模电感、安规X电容、滤波电容等器件,薄膜滤波电容包裹绝缘胶带。

延时保险丝特写,规格为3.15A 250V。

安规X电容来自STE松田电子。

共模电感外套绝缘管。

另一颗共模电感扁平铜带绕制,两级设计用于滤除EMI干扰。

扬杰YB8010整流桥特写。

另一颗扬杰YB8010整流桥在主板正面。

两颗薄膜滤波电容特写,105K450V。

滤波电感外套绝缘管。

PFC升压控制器来自矽力杰,型号SY5072B,运行在临界模式,采用恒定导通时间运行,内置的升压转换器采用准谐振开关以获得高效率及优化EMI性能。

PFC升压开关管采用意法STL24N60M6,耐压600V,导阻209mΩ,PowerFLAT™ 8x8 HV封装。

丝印M460的二极管用于PFC升压整流。

PFC升压电感特写,来自华科隆。

另一侧设有高压滤波电解电容、主控芯片供电电容、变压器以及滤波电感,变压器外套塑料壳,电容以及电感包裹绝缘胶带。

高压滤波电解电容来自AiSHi艾华。

规格为400V 120μF。

小电容也是来自艾华,规格为100V 10μF。

开关电源PWM控制器为ON安森美NCP1342,这是一颗高频反激准谐振初级PWM控制器,内置主动X2电容放电、支持宽范围Vcc供电、支持外接热敏电阻进行过热保护和多重完善的保护功能。

氮化镓功率芯片采用纳微半导体的NV6134,这是基于纳微GaNSense技术设计的新一代产品,进一步提升性能及可靠性。NV6134内置驱动器以及高精度无损耗电流采样电路,260mΩ导通电阻,耐压650V,支持2MHz开关频率,采用6*8mm QFN封装,节省面积。

充电头网通过拆解了解到,纳微GaNFast功率芯片此前已被iQOO 120W氮化镓闪充、摩托罗拉68W氮化镓充电器、戴尔60W氮化镓快充、OPPO 50W饼干氮化镓快充、小米65W 1A1C氮化镓快充充电器、努比亚65W氘锋三口氮化镓快充、联想YOGA 130W双USB-C口快充等知名品牌的数十款产品采用。

变压器特写。

两颗光耦特写,用于输出电压反馈和电路保护。

贴片Y电容来自WEIDY纬迪。

另一颗纬迪贴片Y电容特写。

同步整流控制器采用杰华特JW7726B,支持CCM、DCM、QR和ACF模式,在振铃期间能有效防止同步整流MOSFET的误开通;具有快速关断能力以便能兼容CCM;在启动过程中(VCC建立之前)能有效防止门极gate被耦合至开启电压。据了解,目前JW7726系列产品累计发货量已接近千万颗。

充电头网拆解了解到,杰华特JW7726还被倍思87W双模混动氮化镓快充、爱兰博10000mAh二合一60W氮化镓快充、睿元实业33W 1A1C氮化镓快充、REMAX 30W氮化镓充电器等产品采用。

同步整流MOS管来自威兆半导体,型号VSP004N10MS-G,耐压100V,导阻3.8mΩ,PDFN5x6封装。

威兆VSP004N10MS-G资料信息。

充电头网拆解了解到,威兆MOS管广泛应用在充电器、无线充、车充、充电宝、储能电源等各个方面,并被华为、小米、紫米、三星、OPPO、VIVO、魅族、努比亚、倍思、公牛、网易智造等知名品牌的数十款产品采用,产品质量获得客户一致认可。

输出滤波固态电容来自钰邦,规格为25V 820μF。

无丝印MCU,信息不详,用于端口输出功率智能分配。

输出端一览,USB-A母座焊接在左侧主板上,另外两个C口母座焊接在小板上。

小板正面设有两颗降压电感以及两颗输出滤波固态电容,电容都套有绝缘管保护。

背面设有两路降压电路的主控芯片、降压MOS管以及输出VBUS开关管。观察发现两路降压电路方案完全相同,这也是两个C口支持功率盲插的原因。

两个C口电路降压协议IC都是智融的SW3516H,负责同步整流二次降压以及协议识别控制输出。这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。

SW3516H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。

充电头网通过拆解发现,SW3516H还被华硕65W 2C1A氮化镓充电器、努比亚65W氘锋三口氮化镓快速充电器、雷柏65W GaN快充、绿联65W 4C口氮化镓快充充电器、联想90W闪充双口氮化镓充电器、鸿达顺120W四口2C2A快充等多款产品采用,此外智融的快充芯片还可用于USB PD快充移动电源、快充车充等领域。

三颗MOS管均为AOS AON7544,耐压30V,DFN3x3 EP封装,两颗用于输出同步整流降压,一颗作为C口输出VBUS开关管。

USB-A口降压协议IC采用智融SW3526,这是一颗高集成度的多快充协议充电芯片,内置降压MOS,外围精简,可以支持USB-C口或者USB-A口输出控制。

其集成了3.5A高效率同步降压转换器,支持PPS、PD、QC、AFC、FCP、SCP、PE、SFCP、低压直充等充电协议,支持CC/CV模式,外部仅需少量器件,即可组成完整的高性能多快充协议充电解决方案。

充电头网了解到,智融SW3526此前已被HYPER JUICE 100W氮化镓快充、品胜65W 2C1A氮化镓快充充电器、机乐堂38W 1A1C双口快充车充等产品采用。

降压电感特写。

降压输出滤波固态电容特写,规格为25V 120μF。

USB-A母座特写,正负极触点加宽,支持低压大电流快充。

全部拆解完毕,来张拆解全家福。

充电头网拆解总结

安全快充,悦享从容!航嘉100W氮化镓双认证安全快充采用方块造型设计,外壳磨砂,配备固定插脚插拔方便使用稳定。此外还有2C1A主流接口配置,支持QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PE2.0、PD3.0、PPS全主流快充协议,具备5-20V齐全固定电压档位,并带有3.3-21V5宽幅PPS电压子集。整体来看,体积、配置、性能表现都十分亮眼,满足市面绝大多数品牌设备快充需求。

充电头网通过拆解发现,充电器PFC升压电路采用矽力杰控制器搭配意法MOS管组成,开关电源则采用安森美NCP1342+杰华特JW7726B高频QR方案,搭配纳微NV6134 GaNSense芯片以及威兆同步整流管,智融SW3516H和SW3526控制三口二次降压和输出。采用艾华电解电容和钰邦固态电容进行输出输出滤波,整体用料扎实可靠。

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