在上個月安克推出了全氮化镓快充家族的一系列快充産品,今天拆解的是安克推出的一款支持140W雙向快充的移動電源,也是首款支持PD3.1快充的移動電源。這款移動電源内置6節21700電池,提供24000mAh容量,支持140W自充和140W輸出,搭配MacBook Pro 2021筆記本使用,可獲得與原裝充電器相同的快充體驗。
移動電源支持140W高速充電,30分鐘即可為移動電源充電70%,充分體驗USB PD3.1的140W快充的高功率優勢。移動電源上面還帶有一塊屏幕,能夠顯示溫度,電量以及輸出功率,簡便實用。下面充電頭網就對安克這款移動電源進行拆解,看看業内首款USB PD3.1的快充移動電源是如何設計的。
安克140W雙向快充充電寶開箱
包裝盒正面印有ANKER品牌、産品名稱以及外觀,下方還有兼容蘋果/安卓設備、24000mAh、最大功率140W、彩屏顯示四大賣點。
側面印有産品容量和接口輸入輸出參數。
包裝内含移動電源、數據線、收納袋以及使用說明書。
附帶線纜是CC線,線頭外殼磨砂方便插拔,正面凹印ANKER品牌。
背面印有MAX 140W字樣,表明這條數據線支持28V5A 140W快充,用戶想要體驗140W大功率快充無需再另購買數據線。
USB-C公頭特寫,非滿PIN設計。
測得線纜長約61cm,長度适中,适合攜帶外出和使用。
使用ChargerLAB POWER-Z KM002C測得線纜規格為50V5A,最大支持PD3.1的240W快充,性能強悍。
移動電源采用PC ABS材質外殼,頂面邊緣微曲,設計靈感來源于宇航員頭罩,整體做了很多細節設計,相比市面上很多千篇一律的黑白充電寶來說,安克這款無論是性能還是顔值,都相當能打。
機身一側設有屏幕功能鍵。
按鍵外圍金屬環做了蝕刻處理,更顯精緻美觀。
機身正面設有銀灰色裝飾闆,上方亮面區域内置隐藏式TFT彩屏,搭配側邊功能鍵可實現界面切換、涓流模式等豐富功能。
銀灰色裝飾闆中心鐳雕ANKER品牌。
TFT彩屏支持重力感應,無論怎麼持握都能正常觀察屏幕信息,非常實用的一個功能。
單擊按鍵可實現界面切換,界面1特寫,可對自動息屏進行設置,長按按鍵2秒可在On/Off之間切換(其它界面長按2秒會息屏),實現屏幕常亮或自動息屏效果。
界面2特寫,可顯示充電實時溫度、電池健康度、輸入/輸出能量、電池周期等。
界面3特寫,可顯示充電寶剩餘電量、充滿電所需時間以及三個USB接口實時充電功率,雙擊按鍵還能開啟涓流模式,電量顯示右上角有綠色指示燈給以提示。
機身背面印有産品參數信息。
産品參數特寫
型号:A1289
電芯容量:24000mAh(4000mAh*6pcs)
锂電池能量:4000mAh 21.6Vdc/86.4Wh
額定總輸出:5V3A
額定容量:13500mAh
USB-C1輸入/輸出:5V3A、9V3A、15V3A、20V5A、28V5A
USB-C2輸出:5V3A、9V3A、15V3A、20V5A、28V5A
USB-A輸出:5V3A、9V2A、12V1.5A
總輸出:140W Max
安克創新科技股份有限公司
側身做了凹槽條紋設計,防滑以及提升持握手感。
機身一端設有2C1A三個USB接口,均為經典藍色膠芯。接口區域外殼噴刷PU手感漆,具有親膚手感。
測得充電寶機身長度為155.92mm。
寬度為54.8mm。
厚度為49.79mm。
和蘋果iPhone 13 Pro做對比,機身稍長一點。
拿在手上的大小直觀感受。
淨重約為632g。
使用ChargerLAB POWER-Z KM002C測得USB-C1口支持AFC、QC5、PD3.1、PPS快充協議。
并且具備5V3A、9V3A、15V3A、20V5A、28V5A五組固定電壓檔位,以及3.3-21V5A一組PPS電壓檔位。
測得USB-C2口兼容協議和USB-C1口的一樣。
PDO報文也相同,兩個C口單口輸出性能相同,支持功率盲插使用方便。
測得USB-A口支持FCP、AFC、QC3.0、Apple2.4A充電協議。
使用安克這款充電寶給蘋果MacBook Pro充電,測得功率約為140W,成功開啟PD3.1 28V5A快充。
安克140W雙向快充充電寶拆解看完了安克140W雙向移動電源的開箱,尺寸和測試,下面就對這款移動電源進行拆解,看看内部的黑科技設計。
首先從殼體的接縫處撬開外殼,外殼為兩片式設計,一片裝飾蓋闆和固定蓋闆的組合。
電池塗膠與蓋闆固定,蓋闆内部粘貼石墨導熱貼用于散熱。
屏幕開窗邊緣貼有防塵泡棉,起到緩沖密封作用。
移動電源内部一覽,主闆采用螺絲固定,在電池上粘有熱敏電阻用于檢測溫度。
電池上粘貼的熱敏電阻特寫,塗膠貼膠帶固定。
PCBA模塊通過三顆螺絲固定到殼體内部,屏幕通過排線連接到PCBA模塊。
擰下固定螺絲,拆下上面的PCBA模塊,PCBA背面覆蓋導熱墊,通過下層的PCBA進行散熱。
下層的PCBA連接電池組,為電池保護闆,用于電池的保護功能和電量檢測功能。
電池固定在框架内部,組成電池組,通過鎳帶連接到保護闆。框架與電池通過膠水固定到殼體内部,切開殼體後取出内部電池組。
兩塊PCBA通過排針連接,PCBA之間的空隙通過導熱墊填充,充分散熱,增大熱容量降低溫升。
輸出面一覽,在兩張PCB上各焊接了一個USB-C母座,在上層的PCB上焊接USB-A母座。
電池組由6節21700串聯組成,單顆電池容量為4000mAh,電池之間采用絕緣框架固定,并與殼體打膠固定,機械強度更好,體現了大品牌的細節追求。
電池采用6串連接,延伸出的鎳片用于單節電池的電壓采樣。
電池正極粘貼青稞紙絕緣,通過鎳帶點焊連接到PCBA上。
拆下電池保護闆,并拆出電池進行觀察。
電池通過雙面膠固定。
21700電池來自LS力神,型号為LR2170LA,容量為4000mAh,支持6A充電電流,35A放電電流,均壓為3.65V,充電限制電壓為4.2V。
電池保護闆正面一覽,焊接電池保護芯片,電池電量計芯片,電池保護管,電流取樣電阻和均衡電阻以及均衡MOS管。
保護闆背面沒有元件。
電池保護芯片來自創芯微,型号CM1361,是一顆支持6串電池組應用的電池保護芯片,支持電池均衡功能。芯片内置高精度電壓檢測電路和電流檢測電路,可檢測串聯電池組中各節電池的電壓,電流和溫度,進行電池過充電,過放電,充電過流,放電過流,過熱以及電池組斷線等保護功能。
創芯微CM1361具有15mV過壓檢測精度,通過外接取樣電阻可實現高精度的電池電流檢測功能,支持三段放電過流保護和充電過流保護。均衡功能的加入,使電池組中每節電池都能完整充電,充分發揮電池性能。芯片支持外接熱敏電阻進行電池組溫度保護,支持功能定制,滿足多串锂電池組的保護功能。
兩顆電池保護管來自長晶科技,型号CJAC130SN06L,是一顆耐壓60V的NMOS,導阻2.6mΩ,兩顆對向串聯用于控制電池輸出。
用于電池均衡功能的放電電阻和放電MOS管,共6組對應6串電池組。
電池電量計量芯片來自賽微微電,型号CW2217B,可用于系統側或電池側的電量計量,支持大電流充電。内置的高精度ADC可用于電池電壓,電流和溫度的測量,支持高側和低側電流采樣,支持使用1mΩ取樣電阻,降低損耗,支持電池電壓,電流,溫度,荷電和循環周期報告。CW2217B采用I2C通信,支持多種電池應用。
賽微CW2217B是一顆體積小巧,性能強大的電量計芯片,可以在系統端或者電池端進行電量計量,并支持正極或負極電流采樣,使用靈活。或可以與電池保護闆共用采樣電阻,進一步降低損耗。
賽微CW2217B電量計芯片内置兩路高精度ADC,電壓參考電路和内置NTC偏置電路,芯片持續監控電池電壓和溫度,并測量流過取樣電阻的電流。賽微CW2217B内置有效位數為16位的ADC,支持0.004%的高精度分辨率,從而實現高精度的電量顯示。
圖為賽微CW2217B的應用電路圖,采用I2C接口與MCU連接,支持電池電壓和電流測量,SOC狀态,電池溫度以及中斷輸出,還支持電池循環次數以及壽命狀态顯示。CW2217B采用2.5*4mm大小的QFN-12封裝,能夠滿足從移動電源,電動工具,筆記本電腦到手機等多方面全方位的锂電池計量應用,性能達到國際先進水平。
在電池保護管兩側分别是兩顆并聯的5mΩ取樣電阻,左側兩顆用于保護闆電流檢測,右側兩顆用于電量計電流采集。
用于電池輸出控制的開關特寫,隐藏在殼體内部。
側面的電量檢測按鍵特寫,采用膠水加固。
上面是電池組和電池保護闆的拆解部分,下面來到移動電源内部升降壓部分的拆解。
打開固定屏幕的卡扣,屏幕通過排線連接,在屏幕下面是一顆存儲器和主控MCU。
屏幕排線ZIF連接器特寫。
升降壓PCBA模塊正面一覽,左上角焊接升降壓控制器,主控MCU和存儲器,右側下方焊接兩顆協議芯片,用于USB PD3.1快充功能,控制輸出電壓。
PCBA模塊背面焊接三顆磁環電感,在電感外側是濾波電容,大量打膠填充固定。
移動電源内置的同步升降壓芯片來自南芯科技,型号為SC8815,用于USB-A口升降壓輸出。SC8815是一顆集成了I2C接口的雙向同步升降壓控制器,支持2.5-36V輸入和輸出電壓範圍,支持為電池充電,其中電池充電電流和電壓,反向放電輸出電壓,輸入輸出電流限制均可由I2C總線控制,芯片具備欠壓保護、過壓保護和過流保護,并且支持短路保護和過熱關斷保護。
南芯科技 SC8815 詳細資料。
充電頭網拆解了解到,南芯科技的快充方案被廣泛應用于移動電源、充電器、車充等領域,并被安克PowerHouse II 400戶外電源、羽博300W便攜式儲能電源、紫米20号200W PD快充移動電源、征拓100W雙向快充移動電源SuperTank Pro、三星10000mAh 25W PD快充移動電源、小米20000mAh移動電源 50W超級閃充版等數十款産品采用。
移動電源主控MCU來自東軟載波,型号ES32F3654LT,是一顆M3内核的MCU,主頻可達72MHz,内部集成256 KB FLASH和48K SRAM,内置12位ADC和DAC,内置比較器,支持溫度檢測,具備I2C,SPI,UART和CAN總線接口,采用LQFP64封裝。
MCU外置的存儲器來自GigaDevice兆易創新,型号為GD25Q64EWIG,是一顆8MB容量的NOR存儲器,采用SPI接口,支持3.3V供電電壓,采用WSON8封裝,用于存儲固件信息。
協議芯片來自英飛淩,型号CYPD3171,是一顆支持USB PD3.1移動電源應用的協議芯片,屬于CCG3PA系列,其内建ARM Cortex-M0處理器,64KB Flash 8KB SRAM,支持雙向應用。CYPD3171支持USB-C和USB-A口應用,支持QC4.0,蘋果2.4A和三星AFC充電協議。内置系統級保護功能,支持VBUS到CC短路保護,支持過壓,過流,欠壓和短路保護,采用QFN24封裝。
另外一顆協議芯片同樣為英飛淩CYPD3171。
用于USB-A口輸出電流檢測的放大器和取樣電阻,其中接口數據腳對地均連接TVS二極管,用于靜電保護。
連接屏幕排線的連接器特寫。
拆下三顆磁環電感繼續觀察PCBA背面的元件。
三顆電感下面焊接了用于同步升降壓電壓轉換的MOS管,并焊接了9顆固态電容用于輸入和輸出濾波,邊緣焊接多顆MOS管用于供電切換。
兩顆用于USB-C的升降壓電感采用雙線繞制在磁環上,内部及周邊均打膠填充。
電感底部粘貼有青稞紙絕緣。
一顆較小的電感用于USB-A口升降壓輸出。
電感底部同樣貼青稞紙絕緣。
移動電源内部共使用三顆南芯科技SC8815用于三個接口升降壓電壓轉換,其中兩顆用于USB-C口輸出的同步升降壓控制器焊接在主闆背面。
另一顆SC8815升降壓控制器特寫。
在兩顆磁環電感下面是八顆用于同步升降壓轉換的MOS管。
升降壓MOS管來自長晶科技,型号CJAC130SN06L,與保護闆所用型号相同。
濾波固态電容來自永銘,為VPX系列貼片電容,規格為150μF 35V,移動電源内部共使用六顆用于輸入輸出濾波。
另一顆固态電容規格為100μF 35V,用于降壓電路輸入供電濾波。
一顆降壓芯片來自MPS,型号MP2269,是一顆30V輸入的同步降壓轉換器,支持1A輸出電流,用于為控制電路供電,消除線性穩壓芯片高壓差應用時帶來的損耗。
搭配MP2269進行降壓的10μH電感。
輸出濾波電容規格為100μF 10V。
用于供電切換的MOS管絲印40P68。
輸出VBUS開關管同一絲印。
用于USB-A口的升降壓開關管,四顆開關管絲印S4480,組成H橋。
USB-A口的協議芯片來自天德钰,絲印FT4,實際型号為FP6601Q,是一顆應用非常廣泛的協議芯片,支持QC2.0/3.0和華為FCP快充協議。
兩顆切換開關絲印3157。
絲印655 P9H的重力傳感器,用于切換屏幕顯示方向。
USB-C1母座,采用安克标志性藍色膠芯,過孔焊接固定。
用于連接兩塊PCB的排針。
USB-C2輸出接口通過排針連接。
USB-C2接口特寫,藍色膠芯,過孔焊接固定。
USB-A口也采用藍色膠芯。
全部拆解完畢,來張全家福。
充電頭網拆解總結安克推出的140W雙向快充移動電源是首款支持USB PD3.1協議,具備140W雙向快充能力的移動電源。得益于輸入功率優勢,30分鐘即可充電70%的表現,真正做到了好用實用。這款移動電源具備2C1A三個快充接口,支持三路快充同時輸出。數顯屏幕也為這款移動電源增添實用性,能夠更好的了解電量和使用狀态。
充電頭網通過拆解了解到,安克這款24000mAh移動電源采用力神動力21700電池,6節串聯,電池與保護闆點焊組成電池組,并通過排針連接到另一塊電路闆上進行升降壓轉換,為模塊化設計。電池保護芯片采用創芯微CM1361,支持均衡功能,能充分發揮電池性能,并采用賽微微電CW2217B進行高精度電量計量,提供精準的百分比顯示。
升降壓電路闆采用東軟載波ES32F3654LT MCU進行整機控制及屏幕顯示,内置三路南芯科技SC8815用于三路輸出電壓轉換,兩顆協議芯片采用英飛淩CYPD3171,支持USB PD3.1應用。電池采用單獨的框架固定,提升保護性能,電路闆之間采用導熱膠和導熱墊填充,有效降低大功率快充時的溫升,總體來說用料和設計都很不錯,是高性能移動電源的理想選擇。
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