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2023-06-25 20:35:53
硬核拆解 | 拓爾微65W 2C1A氮化鎵多口快充
2023-06-25 20:35:53 來(lái)源: 互聯(lián)網(wǎng)
隨著身邊智能設(shè)備的增多，一個(gè)充電頭對(duì)應(yīng)一個(gè)設(shè)備，出門需要攜帶多個(gè)充電器已經(jīng)成為日常，有時(shí)還會(huì)忘帶匹配的充電頭，無(wú)法充電造成困擾......
多口快充的出現(xiàn)解決了這一難題，出門僅需攜帶一個(gè)充電頭，減輕背包的負(fù)擔(dān)，還可以滿足多個(gè)設(shè)備同時(shí)快速充電的需求。
一款令人放心的多口快充必須具備安全性能好、可靠性高、兼容性強(qiáng)的特點(diǎn)，這對(duì)選擇的芯片解決方案具有高要求。拓爾微電子自有品牌65W 2C1A氮化鎵快充，內(nèi)置協(xié)議芯片和降壓轉(zhuǎn)換器均為自家解決方案——IM2403、IM2406、TMI2286D，支持多種快速充電協(xié)議，兼容性強(qiáng)，可滿足各類設(shè)備的充電需求，且具備多種保護(hù)功能。
(資料圖片僅供參考)
這款拓爾微 65W 2C1A氮化鎵快充充電器輸入端外殼兩側(cè)加入雙翼設(shè)計(jì)，提升穩(wěn)定性；輸出端配有2C1A三個(gè)USB接口，可滿足多個(gè)設(shè)備同時(shí)充電的需求，配備可折疊國(guó)標(biāo)插腳，放入包中不會(huì)刮花其它設(shè)備。
協(xié)議測(cè)試
使用POWER-Z KM002C測(cè)試儀測(cè)得USB-C1口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、PD3.0、PPS、Apple2.4A充電協(xié)議；
PDO報(bào)文USB-C1具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五組固定電壓檔位，及3.3-21V3A一組PPS電壓檔位。
如下圖，USB-C2口支持QC3.0、PD3.0、PPS、Apple2.4A充電協(xié)議，且C2口PDO報(bào)文與C1口相同。
測(cè)出USB-A口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、Apple2.4A充電協(xié)議。
拆解拓爾微65W氮化鎵快充
下圖為充電器PCBA模塊正面，左上方是共模電感，安規(guī)X2電容；下方和變壓器的左側(cè)都是高壓濾波電解電容；底部變壓器采用膠帶嚴(yán)密包裹絕緣；右側(cè)是充電器的輸出降壓電路，其中兩路降壓電感外套熱縮管絕緣，元器件之間打膠固定。
PCBA模塊背面左上方焊接整流橋，右側(cè)焊接反饋光耦、初級(jí)主控芯片和氮化鎵開(kāi)關(guān)管。左下方焊接兩顆協(xié)議芯片和對(duì)應(yīng)的VBUS開(kāi)關(guān)管，右側(cè)焊接同步整流管。
下圖為安規(guī)X2電容規(guī)格為0.22μF。
下圖是整流橋絲印DBF410，規(guī)格為4A 1000V。
PCBA側(cè)面可以看到高壓濾波電容，兩顆規(guī)格為400V 22μF。
另兩顆高壓濾波電容規(guī)格為400V 33μF，總?cè)萘繛?10μF。
下圖為初級(jí)主控芯片采用一顆SOT23-6極小封裝的控制器。
用于為主控芯片供電的濾波電容規(guī)格為50V 4.7μF。
1019光耦用于輸出電壓反饋。
同步整流控制器為絲印91808。
下圖為同步整流管是一顆耐壓100V的NMOS，導(dǎo)阻7.3mΩ，采用PDFN5*6封裝。
下圖是充電器輸出，分別焊接輸出濾波電容規(guī)格為680μF 25V、USB-A母座、藍(lán)色Y電容、USB-C母座和降壓電感。
如下圖，拓爾微 65W氮化鎵快充內(nèi)置的協(xié)議芯片采用拓爾微電子，型號(hào)IM2403。IM2403是一顆支持A+C雙口的快充協(xié)議芯片，A口C口無(wú)需ESD器件，且集成多種快充協(xié)議，兼容性強(qiáng)，已獲得USB-IF PD3.0認(rèn)證，TID：6809。
IM2403支持兩路獨(dú)立反饋，內(nèi)部集成MCU和Flash，支持使用NMOS作為VBUS開(kāi)關(guān)。同時(shí)內(nèi)部采用智能功率分配，無(wú)需外置單片機(jī)，集成放電MOS管，支持可編程的線損補(bǔ)償。
拓爾微IM2403支持使用外置電阻選擇PDO，外置NTC熱敏電阻進(jìn)行過(guò)熱保護(hù)，具備過(guò)壓，欠壓，過(guò)流和過(guò)熱保護(hù)功能，適用于USB-C適配器，采用QFN4*4-32封裝。
此外，內(nèi)置的另一顆協(xié)議芯片同樣來(lái)自拓爾微，IM2406是一顆單USB-C口的協(xié)議芯片，且集成多種快充協(xié)議，兼容性強(qiáng)，已獲得USB-IF PD3.0認(rèn)證，TID：6174。
拓爾微IM2406內(nèi)部集成MCU和Flash，集成VCONN供電和E-Marker線纜檢測(cè)，支持I2C接口，可與其他芯片通信。支持CC和數(shù)據(jù)引腳過(guò)電壓保護(hù)，采用QFN4*4-16封裝。
如下圖，內(nèi)置的降壓轉(zhuǎn)換器來(lái)自拓爾微型號(hào)TMI2286D，由協(xié)議芯片控制調(diào)節(jié)輸出電壓。TMI2286D是一顆耐壓30V的同步降壓轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部集成軟啟動(dòng)，支持100%占空比，具備過(guò)壓，欠壓，過(guò)流和過(guò)熱保護(hù)功能。
拓爾微TMI2286D內(nèi)置開(kāi)關(guān)管，支持內(nèi)部環(huán)路補(bǔ)償和輸出線損補(bǔ)償。適用于車充、適配器、便攜設(shè)備等應(yīng)用，采用SOP8封裝。
背面焊接一顆PMOS管，耐壓30V，導(dǎo)阻16mΩ，用于輸出擴(kuò)流，另外一路也采用一顆PMOS管用于擴(kuò)流，電路布局相同。
兩路降壓輸出濾波電容，規(guī)格為220μF 25V。
下圖為輸出VBUS開(kāi)關(guān)管是一顆耐壓30V的NMOS，導(dǎo)阻為6mΩ，采用PDFN3.3*3.3封裝，另外兩路VBUS開(kāi)關(guān)管與之相同。
下圖是USB-C母座和USB-A母座都采用垂直焊接，過(guò)孔焊接固定。
拆解總結(jié)
拓爾微這款充電器具備2C1A三接口，滿足多個(gè)設(shè)備同時(shí)充電的需求，內(nèi)置的協(xié)議芯片和同步降壓轉(zhuǎn)換器均為自家的解決方案，實(shí)現(xiàn)了多口降壓快充方案的設(shè)計(jì)。
這款充電器采用經(jīng)典高頻QR開(kāi)關(guān)電源架構(gòu)設(shè)計(jì)，輸出采用拓爾微TMI2286D DC-DC二次降壓轉(zhuǎn)換器搭配IM2403和IM2406 PD快充協(xié)議芯片組成，實(shí)現(xiàn)智能功率分配。
目前，拓爾微電子已有多款電源管理芯片、單C和A+C等多款快充協(xié)議芯片已應(yīng)用到大品牌產(chǎn)品中，性能和質(zhì)量收獲市場(chǎng)一致認(rèn)可。未來(lái)拓爾微將持續(xù)提供全套解決方案及專業(yè)的技術(shù)支持服務(wù)，給客戶更多優(yōu)質(zhì)選擇。
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