拆解報告：公牛140W 3C1A氮化鎵快充插座

前言

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/202402/455854.htm

公牛新推出了一款具備140W PD3.1快充的延長線插座，這款延長線插座具備3C1A接口和兩個新國標(biāo)五孔插孔，無需再攜帶單獨的充電器，即可為蘋果新款筆記本電腦及支持PD3.1快充的移動電源充電，還支持AC供電擴展，使用筆記本電腦時，連接顯示器供電更加方便。

公牛這款延長線插座采用長條機身造型設(shè)計，磨砂撞色工藝，整體簡潔美觀。USB-C接口分別支持140W，100W功率輸出，并支持功率自動分配，滿足兩臺筆記本同時供電使用。下面充電頭網(wǎng)就帶來公牛這款快充插座的拆解，看看內(nèi)部的做工用料。

此前充電頭網(wǎng)還拆解過公牛67W 3C1A氮化鎵快充插座、公牛67W 3C1A山峰安全快充插座、公牛20W 2A1C快充飛碟插座、公牛65W 2A1C快充插線板、公牛2A1C 20W快充電源凈化插座等產(chǎn)品，歡迎查閱。

公牛140W氮化鎵快充插座開箱

包裝盒延續(xù)公牛安全快充系列插座的灰色基調(diào)設(shè)計，正面印有公牛品牌、產(chǎn)品名稱、外觀圖、型號、功率以及GaN標(biāo)識等。

背面印有插座特色介紹、基本參數(shù)信息以及產(chǎn)品條形碼、防偽碼等。

包裝盒上技術(shù)參數(shù)特寫，下面我們結(jié)合實物進(jìn)行介紹。

包裝盒內(nèi)僅有公牛140W氮化鎵快充插座，產(chǎn)品機身套有防塵塑料袋。

公牛140W氮化鎵快充插座同樣也是電源線加長條方柱機身樣式設(shè)計，插頭插腳套有塑料殼，線纜使用魔術(shù)扎帶捆扎。

三腳插頭兩側(cè)“切了一刀”設(shè)計，形成凸出方便用戶插拔。

頂面中心設(shè)計有BULL公牛品牌。

機身長條方柱造型設(shè)計，小巧不占桌面空間。外殼采用PC防火材質(zhì)，表面亮面磨砂撞色處理，腰身各面間過渡圓潤。

機身頂面亮面區(qū)域設(shè)計有公牛品牌。

兩側(cè)各設(shè)有一組3+2新國標(biāo)組合插孔。

AC插口內(nèi)置安全門，防止異物單孔插入，保證用電安全。

邊緣設(shè)有MAX 2500W字樣，表明產(chǎn)品最大承載功率。

底部磨砂區(qū)域外殼上印有產(chǎn)品參數(shù)。

產(chǎn)品參數(shù)特寫

型號：GNV-MC1142

額定電壓：250V~

最大電流：10A

最大功率：2500W

USB輸入：200-240V~ 50/60Hz 1.6A

USB單口輸出：

USB-C1：5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A

USB-C2：5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A

USB-C3：5V3A、9V3A、12V2.5A

USB-A：5V3A、9V2A、10V2.25A

USB雙口輸出：

USB-C1+USB-C2：65W+65W

USB-C1/C2+USB-C3：100W+30W

USB-C1/C2+USB-A：100W+22.5W

USB-A+USB-C3：15W

USB三口輸出：

USB-C1+C2+USB-C3：65W +45W+30W

USB-C1+C2+USB-A：65W +45W+22.5W

USB-C1/C2+（USB-C3+USB-A）：100W+15W

USB四口輸出：

USB-C1+USB-C2+（USB-C3+USB-A）：65W+45W+15W

產(chǎn)品通過了CCC認(rèn)證。

輸出端依舊設(shè)有銀色裝飾板，配備3C1A四個USB接口以及指示燈。

測得電源線長度約為140cm。

插座機身長度為125.11mm。

寬度為46.55mm。

厚度為38.63mm。

插座機身拿在手上的大小直觀感受。

另外測得產(chǎn)品整體重量約為476g。

不僅產(chǎn)品快充接口膠芯都是藍(lán)色，通電后指示燈也是亮藍(lán)光。

使用ChargerLAB POWER-Z KM003C實測USB-C1端口支持QC3.0、PD3.1、DCP、Apple 2.4A充電協(xié)議。

PDO報文顯示USB-C1口具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A六組固定電壓檔位。

測得USB-C2端口兼容協(xié)議和USB-C1口的完全一樣。

PDO報文顯示也相同，實測是USB-C1和USB-C2口都支持140W快充，并且可盲插使用。

測得USB-C3口支持FCP、SCP、PD3.0、DCP、Apple 2.4A充電協(xié)議。

此外還具備5V3A、9V3A、12V2.5A三組固定電壓檔位。

最后測得USB-A口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、DCP、Apple 2.4A充電協(xié)議。

公牛140W氮化鎵快充插座拆解

看完了公牛這款插座的開箱和測試，下面就進(jìn)行拆解，一起來看看內(nèi)部的用料和設(shè)計。

首先撬開輸出端外殼，露出插座內(nèi)部PCBA模塊。

殼體內(nèi)部設(shè)有LED燈導(dǎo)光條，USB-C插座插入外殼定位圈中，定位精準(zhǔn)。

取出快充插座內(nèi)部的插座模塊和快充模塊。

快充模塊通過導(dǎo)線焊接連接供電。

輸入導(dǎo)線與插座模塊焊接連接。

插座模塊覆蓋黑色安全門，防止異物進(jìn)入。

拆下覆蓋的安全門，插座模塊內(nèi)部一體銅條特寫。

快充模塊采用白色塑料殼密封，殼體內(nèi)部采用灌封工藝。

另一側(cè)為PCBA模塊供電焊盤。

切開PCBA模塊的白色外殼，取出內(nèi)部模塊。PCBA模塊采用灌封工藝，具有更強的散熱性能，耐候性和強度。

使用游標(biāo)卡尺測得PCBA模塊長度約為87.25mm。

PCBA模塊寬度約為40.2mm。

PCBA模塊厚度約為33mm。

PCBA模塊由三塊小板焊接組成。

在小板內(nèi)部的空間焊接開關(guān)電源元件。

在底部小板上焊接整流橋和一路大功率快充電路。

底部小板焊接濾波電感，高壓濾波電容，變壓器和輸出濾波電容等元件。

側(cè)面垂直焊接的小板上焊接PFC升壓電路，一路大功率快充電路和一路小功率快充電路。

PFC升壓電感，濾波電容和開關(guān)變壓器特寫。

輸出端小板焊接三個USB-C母座和一個USB-A母座，并焊接對應(yīng)的協(xié)議芯片與濾波電容。

通過觀察發(fā)現(xiàn)，公牛140W氮化鎵快充模塊采用PFC+三路反激開關(guān)電源設(shè)計，寬電壓范圍輸出。其中兩路電源用于USB-C接口，支持并聯(lián)單口輸出，兩路大功率反激電源由協(xié)議芯片控制并聯(lián)，進(jìn)行單USB-C口的140W輸出。另外一路反激電源也采用協(xié)議芯片控制輸出電壓的方式，獨立輸出。

輸入端焊接保險絲，共模電感，安規(guī)X2電容等元件。

輸入端延時保險絲來自華德電子，規(guī)格為3.15A 250V。

NTC熱敏電阻貼片焊接，絲印NSP2R54。

第一顆共模電感采用漆包線和絕緣線繞制，底部焊接絕緣支架。

安規(guī)X2電容來自STE松田電子，規(guī)格為0.33μF。

第二級共模電感采用漆包線繞制，纏繞膠帶絕緣。

整流橋來自晶恒，型號JBF410，規(guī)格為4A 1000V，使用兩顆半橋連接，均攤發(fā)熱。

濾波電感采用磁環(huán)繞制，底部使用電木板絕緣。

兩顆薄膜電容來自STE松田電子，規(guī)格為1μF450V。

PFC升壓控制器來自杰華特，型號JW1571，是一顆臨界模式的PFC升壓控制器，具有高精度的恒壓輸出，采用SOP8封裝，適用于單級升壓功率因數(shù)校正（PFC）應(yīng)用。恒定導(dǎo)通時間控制策略確保高功率因數(shù)，無需輸入電壓檢測電路，簡化系統(tǒng)設(shè)計，節(jié)省損耗；臨界導(dǎo)通模式操作降低了開關(guān)損耗，提高了 EMI 性能并大幅提高效率。

JW1571具有多重保護(hù)功能，大大提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性，包括VCC UVLO、CS過壓保護(hù)、FB過壓保護(hù)和過溫保護(hù)。支持開關(guān)電源，適配器和液晶電視應(yīng)用。

PFC升壓開關(guān)管來自英諾賽科，型號為INN650D150A，是一顆耐壓650V的氮化鎵高壓單管，瞬態(tài)耐壓750V，導(dǎo)阻150mΩ，采用DFN8*8封裝。INN650D150A支持超高開關(guān)頻率，無反向恢復(fù)電荷，具有極低的柵極電荷和輸出電荷，符合JEDEC標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)應(yīng)用要求，內(nèi)置ESD保護(hù)，符合RoHS、無鉛、歐盟REACH法規(guī)。

INN650D150A支持AC-DC，DC-DC轉(zhuǎn)換器應(yīng)用，支持圖騰柱PFC應(yīng)用，支持電池快充，高功率密度和高能效轉(zhuǎn)換應(yīng)用。

充電頭網(wǎng)拆解了解到，英諾賽科氮化鎵芯片目前已被三星，OPPO，VIVO，聯(lián)想，雅迪，LG，華碩，安克，努比亞，倍思，綠聯(lián)，閃極等多家知名品牌和廠商所采用，出貨量突破3億顆。

PFC升壓電感采用ATQ23磁芯。

PFC整流管來自晶恒，型號EP5J，是一顆600V 5A的超快恢復(fù)二極管，采用TO277封裝。

高壓濾波電容來自JSH萬京源，兩顆規(guī)格均為450V 22μF。

另外一顆高壓濾波電容焊接在另一塊小板上，規(guī)格為450V 47μF，濾波電容總?cè)萘繛?1μF。

在小板上焊接兩顆PI的高集成電源芯片，分別對應(yīng)兩路輸出。

一小一大兩顆變壓器特寫。

用于USB-C1接口的變壓器特寫。

兩個大功率USB-C快充口對應(yīng)的兩路開關(guān)電源方案相同，主控芯片均采用PI INN4576F，是PI推出的InnoSwitch4-Pro系列電源芯片，是一顆數(shù)字控制的電源芯片，支持反激和ZVS反激，內(nèi)部集成750V PowiGaN開關(guān)管，支持主動鉗位輸出和同步整流控制，支持寬電壓適配器環(huán)境80W輸出功率，兩路芯片輸出并聯(lián)，滿足140W大功率輸出。

PI InnoSwitch4-Pro系列芯片資料信息。

充電頭網(wǎng)拆解了解到，PI INN4576F此前已獲得國內(nèi)知名品牌采用。此外PI旗下InnoSwitch系列方案還獲得蘋果、三星、小米、OPPO、聯(lián)想、mophie、華碩等海內(nèi)外知名品牌產(chǎn)品采用，得到市場長期檢驗，獲得客戶一致好評。

同步整流管來自恒泰柯，型號HGN099N15S，是一顆150V耐壓的NMOS，導(dǎo)阻為9.5mΩ，采用DFN5*6封裝。

輸出濾波電容來自JSH萬京源，規(guī)格為820μF 35V。

開關(guān)電源主控芯片采用PI INN3366C，為InnoSwitch3-Pro系列，是一顆集成了高壓開關(guān)、同步整流和FluxLink反饋功能的數(shù)控恒壓/恒流離線反激式準(zhǔn)諧振開關(guān)IC，適合應(yīng)用于高效率USB PD 3.0 + PPS/QC適配器。

PI InnoSwitch3-Pro系列芯片資料信息。

用于USB-C3和USB-A接口的變壓器特寫。

同步整流管來自華潤微，型號CRSM080N10L2，是一顆耐壓100V的NMOS，導(dǎo)阻6.8mΩ，采用DFN5*6封裝。

輸出濾波電容來自東佳，規(guī)格為16V 680μF。

貼片Y電容來自四川特銳祥科技股份有限公司，具有體積小、重量輕等特色，非常適合應(yīng)用于氮化鎵快充這類高密度電源產(chǎn)品中，料號TMY1221K。

特銳祥專注于被動元器件的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售，注冊資本1億元。旗下有自主電容品牌兩類：SMD TRX及DIP TY電容器，TRX將致力于陶瓷材料的研究，以拓展更多品類的應(yīng)用，為客戶提供更多的解決方案。

特銳祥貼片Y電容資料信息。

另一路大功率USB-C接口采用INN4576F，兩路并聯(lián)組成140W快充輸出。

東佳 63V10μF 濾波電容為主控芯片供電。

變壓器采用ATQ23磁芯繞制，磁芯纏繞高溫膠帶絕緣。

另一顆特銳祥貼片Y電容料號為TMY1331K。

億光 EL 1019光耦用于PFC控制。

同步整流管來自恒泰柯，型號HGN099N15S，是一顆150V耐壓的NMOS，導(dǎo)阻為9.5mΩ，采用DFN5*6封裝。

兩顆輸出濾波電容來自JSH萬京源，規(guī)格為470μF 35V。

輸出小板上焊接兩顆協(xié)議芯片和對應(yīng)四個接口的六顆VBUS開關(guān)管。

背面焊接一顆NTC熱敏電阻用于檢測溫度，還焊接放電電阻和放電MOS管。USB-C和USB-A母座均為過孔焊接固定，牢固耐用。

兩個PD快充口協(xié)議芯片采用英集芯IP2738，這是一顆雙路協(xié)議芯片，支持雙口18-140W快充應(yīng)用，具備獨立的反饋控制，具備獨立的USB PD控制，相當(dāng)于兩顆IP2736整合到一顆芯片內(nèi)部，快充規(guī)格與IP2736相同。支持USB PD3.1 28V EPR檔位，并支持PD3.0/PPS等豐富全面的快充協(xié)議，兼容性非常好。

英集芯IP2738內(nèi)置四路獨立的NMOS驅(qū)動，可用于多個接口輸出控制，控制多個VBUS開關(guān)管進(jìn)行輸出端口切換以及兩路電源并聯(lián)控制，并且支持雙路獨立的過流、過壓以及短路保護(hù)，確保使用安全。

VBUS開關(guān)管來自新功率，型號NCEP4065QU，NMOS，耐壓40V，導(dǎo)阻2.2mΩ，采用DFN3.3*3.3封裝。另一顆VBUS開關(guān)管型號NCEP4040Q，耐壓40V，導(dǎo)阻7.7mΩ，同樣采用DFN3.3*3.3封裝。

另一路電源的兩顆VBUS開關(guān)管配置相同。

USB-C3和USB-A口協(xié)議芯片來自英集芯，型號為IP2726，是一顆應(yīng)用非常廣泛的協(xié)議芯片。英集芯IP2726是一顆集成多種協(xié)議、用于USB輸出端口的快充IC，支持Type-C DFP、PD2.0/3.0、PPS、QC4+、QC2.0/3.0、FCP、AFC、SCP、MTK PE+、Apple2.4A、BC1.2以及三星2A等協(xié)議。具有高集成度和豐富的功能，在應(yīng)用時僅需極少的外圍器件，有效減小整體方案的尺寸，降低BOM成本。

英集芯 IP2726 資料信息。

對應(yīng)USB-C3和USB-A接口的VBUS開關(guān)管采用NCEP4040Q，實現(xiàn)單口快充，雙口5V的輸出策略。

USB-C母座采用過孔焊接固定，藍(lán)色膠芯不露銅。

USB-A母座為藍(lán)色膠芯。

NTC熱敏電阻特寫，用于檢測內(nèi)部溫度，進(jìn)行過熱保護(hù)。

全部拆解一覽，來張全家福。

充電頭網(wǎng)拆解總結(jié)

公牛這款延長線插座自帶1.4米長線纜，滿足日常擴展使用，插座具備兩個新國標(biāo)五孔插孔，方便連接顯示器等其他設(shè)備。插座內(nèi)部的快充模塊具備3C1A四個接口，分別支持140W PD3.1快充和100W快充，并支持功率自動分配，能夠同時為兩臺筆記本電腦充電，功能強大。

充電頭網(wǎng)通過拆解了解到，這款插座為插座模塊和快充模塊獨立設(shè)計，快充模塊采用灌封工藝，增強散熱性能和耐候性，增加強度避免不慎跌落造成損壞?？斐淠K由三塊PCB焊接組成，采用兩顆PI INN4576F電源芯片配合雙變壓器設(shè)計，用于140W快充輸出。INN3366C用于小功率快充輸出。

輸出采用英集芯IP2738協(xié)議芯片用于USB-C接口控制，IP2726協(xié)議芯片用于USB-C3和USB-A接口控制，內(nèi)部采用JSH萬京源電解電容和固態(tài)電容濾波，并內(nèi)置熱敏電阻檢測溫升進(jìn)行過熱保護(hù)，配合灌封提升散熱性能，整體功能實用，品質(zhì)可靠。