五口各司其职快充互不影响,联想170W氮化镓桌面充电器拆解

前言

联想推出了一款ThinkBook氮化镓桌面充电站,这款充电站具备3C2A共5个接口,并具备USB-C扩展坞功能。这款充电站为各个接口固定功率,不进行功率自动分配。其中背面的USB-C0接口,固定支持100W快充,适用于连接笔记本电脑充电,并进行接口扩展。

机身前端设有2C2A接口,其中USB-A数据接口支持7.5W充电,USB-C数据接口支持15W充电。USB-C快充接口支持30W快充,USB-A快充接口支持18W快充。下面充电头网就带来联想这款多口氮化镓桌面充电站的拆解,一起看看内部的设计和用料。

ThinkBook170W氮化镓充电基站开箱

包装盒采用联想旗下知名口红电源系列外包装的外观设计风格,顶面中心印有产品三维立体图,边缘是经典红底的Lenovo品牌。

底部印有产品名称、四大卖点、参数以及制造商的地址、联系方式等信息。

包装盒上参数特写,下面到产品实物展示环节再详细介绍。

包装内含ThinkBook 170W氮化镓充电基站、电源线以及使用说明书,本体套有防刮纸保护。

电源线两端分别为双脚插头和8字插头,均做了抗弯折和方便插拔设计。

实测电源线长度约为148cm。

ThinkBook 170W氮化镓充电基站机身为横向扁平造型设计,整体为灰色基调,不过相比侧身和底部,顶面颜色更浅。

机身顶面中心设计有ThinkBook品牌。

前端配置2C2A四个USB接口,接口上下分别印有相应的标序、充电功率和数据传输性能标识。

其中USB-C1和USB-A1口是数据接口,支持USB 3.1传输标准,不过也能当充电口使用,分别提供15W和7.5W输出功率,可以为耳机、手表等小型电子设备供电。

USB-C2口和USB-A2口可分别提供30W和18W快充输出,满足平板、手机等设备日常充电需求。

机身后方设有供电插口和USB-C0快充接口。

USB-C0接口支持100W PD快充,可用于为笔记本供电。值得一提的是,USB-C0、USB-C2、USB-A2三个USB接口快充输出相互独立,同时使用不降功率,用户日常可放心满载使用,充电不等待。

机身底部四端设有凸起防滑垫,保证产品放置在桌面稳定使用同时避免底部磨损。

底部中心区域还印有产品详细参数

型号:PS170

输入:200-240V~50/60Hz 2.5A

输出:

USB-C0:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A(100W Max)USB3.1

USB-C1:5V3A USB3.1

USB-C2:5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A(30W Max)

USB-A1 5V1.5A USB3.1

USB-A2:5V3A、9V2A、12V1.5A(18W Max)

制造商:联想(北京)有限公司

产品通过了CCC认证。

实测ThinkBook 170W氮化镓充电基站机身长度为125.18mm。

宽度为99.97mm。

厚度为32.88mm。

使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得USB-C0接口支持PD3.0充电协议。

PDO报文显示USB-C0接口具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五组固定电压档位。

测得USB-A1数据接口支持DCP充电协议。

测得USB-C1数据接口同样只支持DCP充电协议。

测得USB-C2快充口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、SFCP、PD3.0、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充电协议。

PDO报文显示USB-C2口还支持5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五组固定电压档位。

最后测得USB-A2口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、SFCP、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充电协议。

ThinkBook170W氮化镓充电基站拆解

看完了联想ThinkBook170W氮化镓桌面充的开箱和测试,下面就进行拆解,一起看看内部的设计和用料情况。

首先取下电源底部的防滑脚垫,在脚垫内部是六脚防拆螺丝。

拧开固定螺丝,拆下电源后盖。

PCBA模块覆盖纯铜散热片,并打胶与后盖固定。

从壳体内部取出PCBA模块,正面也覆盖纯铜散热片,并打胶固定。

纯铜散热片通过焊接固定到PCBA模块,并粘贴黑色麦拉片与PCBA模块绝缘。

纯铜散热片在机身两侧通过卡扣固定。

使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为120.6mm。

PCBA模块宽度约为93.4mm。

PCBA模块厚度约为26.8mm。

打开两侧的卡扣,PFC升压电感和LLC变压器粘贴蓝色导热垫通过正面的散热片散热。

PCBA模块元件打胶固定,初次级之间设有塑料绝缘板。

PCBA模块背面发热元件也粘贴导热垫,通过散热片散热。

PCBA模块正面一览,右上角为交流输入端,焊接电源插座,保险丝,NTC热敏电阻,安规X2电容,共模电感和整流桥。右侧焊接PFC升压电感,滤波电感和薄膜电容。中间位置焊接高压滤波电容,谐振电容和谐振电感。

在谐振电容上方焊接LLC变压器,变压器上方和下方均焊接滤波固态电容和降压电感。在底部焊接一块小板,焊接USB-C和USB-A接口,以及对应的降压芯片和降压电感。

PCBA模块背面焊接PFC+LLC二合一控制器,两颗氮化镓功率芯片用于PFC升压,右侧两颗开关管用于LLC半桥。右侧焊接同步整流控制器,同步整流管,同步降压转换器,还焊接USB-C接口控制器和集线器芯片。

焊接取下底部小板,在小板背面焊接两颗同步降压转换芯片和切换开关。

通过对PCBA模块的观察发现,联想ThinkBook这款170W氮化镓桌面基站采用PFC+LLC+SR高效谐振电源架构,输出固定电压。输出电压由四路独立的降压芯片降压输出,实现三口快充和两口5V输出。其中三路快充输出的芯片方案均来自智融科技。下面我们就从输入端开始了解这款桌面充电站的用料信息。

PCBA模块侧面一览,左侧焊接电源插座,在电源插座左侧焊接绿色NTC热敏电阻,右侧焊接保险丝。

输入八字线插座来自华之力。

输入端保险丝来自贝特电子,出料号932,规格为5A 250V。

PCBA模块侧面焊接NTC热敏电阻,共模电感,整流桥和滤波电感以及薄膜电容。

NTC热敏电阻来自STE松田电子,为MF72系列,型号1.3D-13M。

安规X2电容来自STE松田电子,规格为0.33μF。

共模电感采用漆包线和绝缘线绕制,底部设有电木板绝缘。

另一颗安规X2电容规格相同。

第二颗共模电感采用磁环绕制,底部设有电木板绝缘。

整流桥使用两颗GBU1510并联,规格为15A 1000V。

薄膜滤波电容来自STE松田电子,规格为1.5μF450V。

滤波电感采用磁环绕制,底部设有电木板绝缘。

电源主控芯片采用NXP恩智浦TEA8918AAT,这是一款内置PFC控制器和LLC控制器的电源芯片,取代传统大功率电源中独立的两颗芯片,提高电源的集成度,并且简化设计。

为主控芯片供电的滤波电容来自凯泽鑫,规格为220μF35V。

PFC开关管来自纳微,型号NV6136C,使用两颗并联。纳微NV6136C是一颗高集成的氮化镓功率芯片,内置驱动器以及高精度无损耗电流采样电路,消除取样电阻的损耗。NV6136C内置170mΩ导通电阻,耐压700V的氮化镓开关管,支持2MHz开关频率,采用6*8mm QFN封装,节省面积。

纳微 NV6136C 资料信息。

两颗75mΩ取样电阻用于检测PFC开关管电流。

PFC升压电感特写,严密缠绕胶带绝缘。

PFC整流管来自平伟,型号PBMUR5JE,使用两颗并联。

高压滤波电容来自绿宝石,ME系列电解电容,规格为420V150μF。

LLC开关管来自上海贝岭,型号BLS65R165,NMOS,耐压700V,导阻135mΩ,采用DFN8*8封装。

LLC谐振电感特写。

谐振电容来自STE松田电子,规格为0.033μF630V。

变压器严密缠绕胶带绝缘。

贴片Y电容来自四川特锐祥科技股份有限公司,具有体积小、重量轻等特色,非常适合应用于氮化镓快充这类高密度电源产品中,料号TMY1471K。

另一颗蓝色Y电容特写。

CT 1019光耦用于输出电压反馈。

同步整流控制器来自NXP恩智浦,型号为TEA1995,其内置两个独立的同步整流驱动器用于LLC架构开关电源的同步整流,外围元件精简,支持38V工作电压,能够满足USB PD3.1的28V输出。

同步整流管来自东沅,型号FKBA6066,NMOS,耐压60V,导阻5.2mΩ,采用PRPAK5*6封装。

PCBA模块侧面焊接滤波固态电容和滤波电感以及降压电感。

两颗输出滤波电容来自绿宝石,CS系列固态电容,规格为820μF25V。

滤波电感用于为USB-C0接口供电滤波。

输入滤波电容规格为220μF25V。

USB-C0接口使用智融SW3536芯片降压输出。SW3536是一款高集成度的多快充协议双口充电芯片,支持USB-A+USB-C双口快充输出,支持双口独立限流。内部集成了7A高效率同步降压变换器,支持PPS/PD/QC/AFC/FCP/SCP/PE/SFCP/TFCP等多种快充协议,最大支持140W输出功率。

SW3536集成CC/CV模式,双口管理逻辑以及双芯片动态功率分配,外围元件精简,是一颗完整的高性能多快充协议双口充电解决方案。SW3536支持36V输入电压,满足12-24V输入车充应用,适用于快充适配器,插排以及车充应用。

值得一提的是,前不久拆解的安克全氮化镓120W充电器以及安克65W 2C1A全氮化镓快充插座也采用了智融SW3536多口充电解决方案。

同步降压开关管来自东沅,型号FKBA3052,NMOS,耐压30V,导阻6.3mΩ,采用PRPAK5*6封装。

降压电感采用磁环绕制,底部设有电木板绝缘。

输出滤波电容规格为470μF25V。

输出VBUS开关管来自东沅,型号FKBB3115,PMOS,耐压30V,导阻8.7mΩ,采用PRPAK3*3封装,使用两颗对向串联防止倒灌。

USB-C母座采用过孔焊接固定,黑色胶芯内部夹钢片。

威锋电子 VL171用于USB-C线缆正反面切换。

威锋电子VL103R-Q4是一颗DP交替模式和PD3.0控制器,用于USB-C接口控制。

USB HUB芯片来自威锋电子,型号VL817-Q7,是一颗5G速率的集线器芯片,用于USB接口扩展。连接USB-C口和USB-A口。

芯片外置25MHz晶振特写。

一颗无标芯片特写。

普冉P25T22H存储器用于存储信息。

一颗同步降压转换器来自拓尔微,型号TMI7003C,是一颗3通道1.5A同步降压转换器,芯片支持5.5V输入电压,支持三路独立电压输出,峰值输出电流1.5A,芯片内部集成开关管,支持输入过压和欠压保护,输出过电流保护,采用QFN3*3-20封装。

拓尔微 TMI7003C 资料信息。

2.2μH降压电感特写。

用于USB-C和USB-A口输出的降压芯片来自南芯科技,型号SC8112,是一颗双路输出的同步降压转换器,芯片内部集成开关管,支持4.6-36V输入电压,输出电流6A,输出电压可由分压电阻设置,支持高精度输出电流限制,总输出功率可由电阻设置,便于恒功率输出。

南芯科技 SC8112 详细资料。

用于输入端滤波电感特写。

输入端滤波电容规格为220μF25V。

降压电感采用磁环绕制。

输出滤波电容来自钰邦,规格为220μF6.3V。

一颗负载开关丝印1001。

一颗稳压芯片丝印AE33。

PCBA模块侧面焊接输出小板。

输出小板正面焊接USB-A母座,USB-C母座,三颗滤波电容和两颗降压电感。

小板背面焊接两颗降压芯片,VBUS开关管,切换开关和ESD阵列。

USB-C降压芯片使用智融科技SW3526,芯片内部集成3.5A高效率同步整流降压转换器,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。

得益于芯片的高集成度,SW3526将传统降压方案中协议芯片,同步降压控制器和降压MOS管全部浓缩集成在一个封装内部,极大的简化了多口快充的电路设计。

智融 SW3526 详细规格资料。

充电头网拆解了解到,智融SW3526已被航嘉100W氮化镓双认证安全快充、华科生230W 4C1A氮化镓桌面充、倍思30W超级硅Pro充电器、HYPER JUICE 100W氮化镓快充 、特斯拉Model 3/Y专用中控扶手箱数据恢复面板等多款产品采用,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。

USB-A接口降压芯片型号相同。

滤波电容和降压电感特写。

降压电感底部粘贴电木板绝缘。

USB-C接口VBUS开关管来自东沅,型号FKBB3052,NMOS,耐压30V,导阻6.3mΩ,采用PRPAK3*3封装。

USB-C母座采用过孔焊接固定。

USB-A接口采用黑色胶芯。

威锋电子 VL162 USB Type-C 复用器,数据切换开关支持USB3.2,采用QFN-28封装,用于USB-C接口正反插功能。

USB-C母座采用黑色胶芯。

丝印117VH的ESD阵列,用于USB-A口静电保护。

USB3.0 A口特写,前端设有5个针脚。

全部拆解一览,来张全家福。

充电头网拆解总结

联想这款氮化镓桌面充电站将充电器和USB HUB合二为一,在为笔记本电脑充电的同时,还可以将笔记本USB-C接口扩展出一个USB-C口和一个USB-A口,方便连接手机或存储设备以及其他外设。这款充电站一改功率自动分配,采用固定的功率分配,在接入多个设备时,不会断充,使用体验更佳。

充电头网通过拆解了解到,联想ThinkBook氮化镓充电站内部采用PFC+LLC+SR开关电源方案,采用恩智浦TEA8918二合一控制器搭配TEA1995同步整流控制器。PFC开关管采用两颗纳微NV6136C氮化镓功率芯片,LLC开关管采用上海贝岭BLS65R165。充电站内置四路降压电路,其中三路用于快充输出,一路为5V输出,用于USB-A和USB-C接口扩展。

一颗智融SW3536用于USB-C0接口100W输出,两颗SW3526用于快充USB-C口和USB-A口降压输出,并使用南芯SC8112用于数据接口降压输出,并采用威锋电子VL103+VL817进行接口扩展。充电站内部高压电解电容与滤波固态电容均来自绿宝石,PCBA模块包裹纯铜散热片,并设有导热垫加强散热,满足长时间高负载使用需求,整体做工和用料十分优秀。

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