从GaN快充到多协议功率管理,绿联如何在小体积中实现65W输出?从反激初级到同步整流,从协议主控到功率分配,其电路设计体现了怎样的多口快充兼容性与动态功率分配能力?
在高功率快充已成标配的今天,如何在有限体积内实现更高功率密度、更低成本与更强协议兼容能力,成为PD充电器方案设计中的核心命题。
本文拆解的是一款绿联的 65W GaN 三口输出的电源适配器,其内部采用三块板构成.
整体实现了交流输入整流与滤波、初级开关控制与功率变换、次级侧同步整流、输出电压调节、协议控制与状态指示等功能。
该电源适配器支持两个USB-C口和一个USB-A口,具备多协议快充能力,系统结构紧凑,器件分布清晰,具有代表性的电路组合值得进一步拆解分析。
绿联65WGaN三口快充充电头介绍
充电头包装特写。
包装盒上印有产品参数:
输入: 100-240V~50/60Hz 1.8A Max
USB-C1 输出: 5V/3A 9V/3A 12V/3A 15V/3A 20V/3.25A 65W Max
USB-C2 输出: 5V/3A 9V/3A 12V/2.5A 15V/2A 20V/1.5A 30W Max
USB-A 输出: 5V/3A 9V/3A 12V/1.5A 10V/2.25A 22.5W Max
输出总功率: 65W Max
将包装盒打开,可得到充电头全貌。
充电头顶部有三个USB接口(2×USB-C + 1×USB-A)。
充电头底部为可拆卸插脚设计。
底部印有3C产品认证等标识。
移除屏幕保护膜后,充电头会根据工作状态显示不同表情图案。
绿联65WGaN三口快充充电头拆解
拆卸充电头外壳后,可见内部电路情况。
充电头内部用灌封胶填满,起到绝缘、导热、抗震等作用。
将灌封胶去掉后可以看到电路情况。拆解后我们可以发现,不同于传统的单板布局。
这款充电头内部设计采用了三板垂直插接、焊接组合,极大地提高了空间利用率。
其中两块板之间有一个黑色塑料片,起到高低压板间的安全绝缘隔离作用。
反激电路初级侧
输入端一颗规格为3.15A,250V的保险丝。
差模电感和X电容,形成差模EMI滤波器,抑制开关电源工作时向电网回传的高频噪声,满足EMC要求。
整流桥来自慧芯电子,型号为RHBS810,封装为HBS,规格为1000V,8A。
一颗NTC热敏电阻,用来抑制浪涌电流。
电源主控IC来自南芯,型号为SC3057,封装形式为QFN6*8。
这是一款集成GaN功率管的反激式PWM控制器,具备准谐振控制功能,适用于高频高密度的快充电源设计。
该芯片内置高压启动电路及X电容放电功能,空载时进入打嗝模式,静态功耗低至350μA。SC3057具备自适应频率折返、谷底开关、分段供电等特性,并通过频率扰动与智能驱动优化EMI表现,同时提供全面的过压、过流、短路等保护机制。
SC3057在该电路中负责反激变换的控制功能,驱动内置GaN开关管,实现反激架构的调压与输出控制。
变压器特写。
反激电路次级侧
同步整流IC来自南芯,型号为SC3503,封装形式为SOT23-6。
SC3503是一款次级同步整流控制器,内置高速关断比较器和误触发防护机制,适配CCM等复杂工作模式。
该芯片支持宽电压输出应用,兼容高/低侧整流设计,适用于多口快充、USB PD等高性能适配器场景。
SC3503在该电路中负责驱动次级同步整流MOSFET,完成反激架构中次级侧的整流控制功能。
同步整流MOS来自Wayon(维安),型号为WMB080N10L,封装形式为PDFN-8(5x6)。
这是一颗 100V N沟道功率MOSFET,采用威兆第四代Trench工艺,适用于快充电源等高效率整流应用。
WMB080N10LG4的典型导通电阻为7.8mΩ(Vgs=10V) 10mΩ(Vgs=4.5V),最大连续漏极电流为85A,支持100%单脉冲雪崩测试。
WMB080N10LG4在该电路中与SC3503配合,负责反激变换器次级侧的同步整流动作。
两颗用于滤波的固态电容,规格分别为220μF 25V和560μF 25V。
光耦来自亿光,型号为EL1018,封装形式为SOP-4。
EL1018在该电路中负责将输出电压变化以光信号反馈至初级侧。
协议输出电路
协议主控芯片来自智融科技,型号为SW3537,封装形式为QFN-37(5.5x5.5)。
这是一款高集成度的多快充协议双口充电芯片,支持PD3.0/PPS、QC5、AFC、FCP、SCP等多种主流协议,具备A+C任意口快充输出与双口独立限流能力。芯片内部集成USB Type-C接口逻辑、双芯片动态功率分配引擎以及BC1.2兼容模块,适配不同终端设备的快充需求。
该芯片适用于多口充电器、车载快充、排插式快充模块等高集成化、多协议、多功率输出场景。其外围电路精简,无需外接MCU即可完成协议识别、功率调配与降压控制,适配30–65W多规格产品。
SW3537在该电路中负责对USB-A与USB-C2两个接口进行快充协议识别与输出电压电流控制,并控制SW3516P协同完成总功率动态分配。
USB-A和USB-C2的VBUS开关管来自Wayon(维安),型号为WMQ40DN03,封装形式为PDFN-8(3x3)。
WMQ40DN03是一款 30V 双N通道增强型功率MOSFET,采用Trench工艺,适用于DC/DC变换器与功率管理开关等高效率场景。
该器件的典型导通电阻为9mΩ(@VGS=10V)、14mΩ(@VGS=4.5V),最大连续漏极电流为40A,具备低栅极电荷以及100%雪崩测试保障。
在本电路中,WMQ40DN03作为双N通道MOS,负责USB-A与USB-C2口的协议输出路径控制,由SW3537主控芯片驱动,用于实现对这两个接口的VBUS供电管理与多协议调压输出。
协议控制芯片来自智融科技,型号为SW3516P,封装形式为 QFN-28(4x4)。
这是一款高集成度的多快充协议双口充电芯片,支持PD3.0/PPS、QC、AFC、FCP、SCP、PE、SFCP等多种主流快充协议,具备A+C任意口快充输出与双口独立限流能力。芯片内部集成USB Type-C接口逻辑、协议识别模块以及 CC/CV 模式控制器,最大输出功率支持至 100W(20V@5A)。
该芯片适用于单口或双口快充电源产品,如USB PD快充适配器、多口充电器、便携储能等。
SW3516P在该电路中负责USB-C1接口的快充协议识别,通过驱动外部BUCK电路实现电压调控,并与SW3537协同完成总功率动态分配管理。
两颗SWT40N45组成同步降压BUCK电路,由SW3516P控制驱动,负责将主电压轨降压至USB-C1所需输出电压。
USB-C1的VBUS开关管来自FETek,型号为FKBB3006,封装形式为PRPAK3X3。
FKBB3006是一款30V N沟道功率MOSFET。该芯片的典型导通电阻为5.5mΩ(Vgs=10V),最大持续漏极电流达64A,具备超低栅电荷与良好的dv/dt性能,并通过100%单脉冲雪崩测试。
在本电路中,FKBB3006 作为USB-C1接口的VBUS功率开关MOS,由SW3516P控制,负责输出路径的电压导通与快充通断切换。
LED驱动电路
一颗型号丝印模糊的芯片,来自辉芒微(FMD)的MCU负责控制LED,封装形式为SOP-10。
以上为全部拆解内容
Big-Bit拆解总结
这款绿联 65W GaN 三口快充适配器内部采用三块板构成的结构方案,在有限体积中实现了多口输出、高功率密度与协议兼容性的统一。
通过拆解可以看出,这款绿联 65W GaN 三口快充适配器整体架构采用典型的SSR反激拓扑+协议输出方案,系统功能由交流输入整流滤波、初级功率变换、次级同步整流、协议识别与调压输出等部分构成。
其器件布局集中在三块垂直插接的PCB上,结构紧凑且利于散热隔离,具备较强的系统设计针对性。
在初级侧,整流部分通过RHBS810整流桥配合高压滤波电容完成AC转DC处理,主控芯片SC3057集成GaN功率管,结合准谐振控制与频率扰动等功能,负责整机反激架构的高频功率调控;在次级侧,南芯SC3503与维安WMB080构成同步整流组合,提升效率并降低导通损耗,同时通过光耦EL1018完成反馈环路闭环控制。
在协议输出部分,充电头使用SW3537与SW3516P两颗协议主控芯片分别控制USB-A/C2与USB-C1接口,SW3537内部集成协议识别与功率调配逻辑,通过WMQ40DN03控制USB-A/C2 VBUS通断;SW3516P则通过驱动SWT40组成的BUCK电路实现C1口的调压控制,并以FKBB3006作为VBUS MOS,完成快充的精确开关。
此外,一颗来自FMD的MCU通过SOP-10封装独立控制LED表情灯状态,形成整机辅助人机交互功能。
整体方案在协议兼容性、电路分工与器件协同等方面体现出系统化设计思路,充分利用高集成控制芯片与功率器件协作,达成在有限体积内实现三口高功率输出的目标。
审核编辑 黄宇
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