随着近年來多口快充的興起,多家品牌都推出了多口的充電器,可以同時滿足多個設備的快速充電需求,大大方便用戶使用,非常适合快節奏的生活。芯片原廠拓爾微電子推出了TOLL自有品牌的氮化镓快充,内部使用了拓爾微自家的協議芯片 降壓方案,支持雙口盲插輸出,與市面主流充電器相同,非常實用。
下面充電頭網就來拆解這款充電器,看看采用拓爾微協議方案的充電器内部構造。
TOLL65W氮化镓快充開箱

包裝正面印有産品名稱以及賣點信息,中心透明櫥窗設計,可見充電器實物,展示效果好。

背面印有充電器接口配置圖以及參數信息。

充電器采用PC材質白色外殼,表面亮面處理,邊角過渡圓潤。

機身正背面均印有TOLL品牌。

側面印有充電器參數
輸入:110-240V~50/60Hz 1.5A
輸出:65W Max
USB-C1/C2:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A
USB-A:5V3A、9V3A、12V3A
充電器已經通過了CCC、CE、FCC、RoHS認證。

輸入端外殼兩側加入雙翼設計,提升穩定性。

充電器配備可折疊國标插腳,攜帶方便且不會刮傷包裡其它設備。

輸出端配有2C1A三個USB接口,均為黑色膠芯。

測得充電器機身高度為55.72mm。

寬度為54.6mm。

厚度為28.03mm。

和蘋果61W充電器對比,體積優勢很大。

拿在手上的大小直觀感受。

測得充電器淨重約為103g。

使用ChargerLAB POWER-Z KM002C測得USB-C1口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、PD3.0、PPS、Apple2.4A充電協議。

并且具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五組固定電壓檔位,以及3.3-21V3A一組PPS電壓檔位。

測得USB-C2口支持QC3.0、PD3.0、PPS、Apple2.4A充電協議。

測得C2口PDO報文和C1口的相同。

測得USB-A口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、Apple2.4A充電協議。
TOLL65W氮化镓快充拆解看完了這款充電器的開箱和測試,下面就進入拆解環節,一起看看這款充電器的設計有何不同。

沿外殼接縫拆開充電器外殼,交流輸入通過導線焊接連接,内部PCBA模塊塗膠加固及導熱。

輸入線焊接處打膠絕緣加固,初次級之間開槽并插入麥拉片絕緣。

PCBA模塊背面粘貼導熱墊加強散熱。

使用遊标卡尺測得PCBA模塊長度約51mm。

PCBA模塊寬度約為51.18mm。

PCBA模塊厚度約為20.74mm。

充電器PCBA模塊正面一覽,左上角為共模電感,安規X2電容,下方為高壓濾波電解電容,在變壓器的左側也焊接高壓濾波電容。底部變壓器采用膠帶嚴密包裹絕緣。在右側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模塊背面一覽,左上方焊接整流橋,右側焊接反饋光耦,初級主控芯片和氮化镓開關管。在左下角焊接兩顆協議芯片和對應的VBUS開關管,右側焊接同步整流管。
通過對充電器的觀察發現,這款充電器采用反激開關電源設計,固定電壓輸出,輸出電壓通過兩路獨立的降壓電路,由協議芯片控制降壓電路,根據負載需求,調節輸出電壓,并支持功率自動分配。下面我們就從輸入端開始了解各個元器件的信息。

輸入端焊接保險絲,共模電感,安規X2電容和高壓濾波電容,低壓側焊接降壓電感。

輸入端延時保險絲特寫。

輸入端共模電感采用漆包線和絕緣線繞制。

安規X2電容來自WQC威慶電子,規格為0.22μF。

整流橋絲印DBF410,規格為4A 1000V。

PCBA側面可以看到高壓濾波電容。

高壓濾波電容來自oyee歐壹電子,兩顆規格為400V 22μF。

兩顆高壓濾波電容規格為400V 33μF,總容量為110μF。

差模電感采用工字磁芯繞制,外套熱縮管絕緣。

初級主控芯片采用一顆SOT23-6極小封裝的控制器。

用于為主控芯片供電的濾波電容來自oyee歐壹電子,規格為50V 4.7μF。

氮化镓開關管采用芯冠科技 XG65T300HS2A。

側面焊接高壓濾波電容,變壓器和輸出濾波固态電容。

變壓器使用膠帶嚴密纏繞包裹絕緣。

1019光耦用于輸出電壓反饋。

同步整流控制器絲印91808。

同步整流管來自捷捷微,型号JMGG088V10A,是一顆耐壓100V的NMOS,導阻7.3mΩ,采用PDFN5*6封裝。

充電器輸出側一覽,焊接輸出濾波電容,USB-A母座,藍色Y電容,USB-C母座和降壓電感。

藍色Y電容來自WQC威慶電子。

輸出濾波電容來自湖南盛通,規格為680μF 25V。

其中一路協議芯片采用拓爾微IM2403,是一顆支持A C雙口的快充協議芯片,集成多種快充協議,已獲得USB-IF PD3.0認證,TID:6809。其中USB-C口支持PD2.0、PD3.0、PPS、QC2.0/QC3.0/QC4.0/QC4.0 快充協議,USB-A口支持QC2.0/QC3.0,SCP和FCP等快充協議。
IM2403内部集成智能功率分配,内部集成VCONN供電和E-Marker線纜檢測,内置恒壓恒流控制,内部集成MCU和Flash,内部集成放電MOS管,支持可編程的線損補償,支持使用NMOS作為VBUS開關。

拓爾微IM2403支持使用外置電阻選擇PDO,外置NTC熱敏電阻進行過熱保護,具備過壓,欠壓,過流和過熱保護功能,采用QFN4*4-32封裝。

另一顆協議芯片采用拓爾微IM2406,是一顆單USB-C口的協議芯片,已獲得USB-IF PD3.0認證,TID:6174。支持QC2.0/QC3.0/QC4.0/QC4.0 快充協議,并支持SCP和FCP等快充協議。
IM2406内部集成MCU和Flash,内部集成VCONN供電和E-Marker線纜檢測,内置恒壓恒流控制,内部集成放電MOS管,支持可編程的線損補償,支持使用NMOS作為VBUS開關。支持I2C接口,可與其他芯片通信。

拓爾微IM2406支持使用外置電阻選擇PDO,外置NTC熱敏電阻進行過熱保護,具備過壓,欠壓,過流和過熱保護功能,支持CC和數據引腳過電壓保護,采用QFN4*4-16封裝。

拆下PCBA正面的直插元件,輸出端焊接降壓轉換器和VBUS開關管。

降壓轉換器同樣來自拓爾微,型号TMI2286D,由協議芯片控制調節輸出電壓。TMI2286D是一顆耐壓30V的同步降壓轉換器,内置開關管,支持内部環路補償,支持輸出線損補償,内部集成軟啟動和過熱關斷,支持100%占空比,具備欠壓關斷,過熱關斷和軟起動以及輸入過壓保護。

拓爾微TMI2286D适用于車充,适配器,便攜設備等應用,采用SOP8封裝。

在背面焊接一顆PMOS管,來自真茂佳,型号ZM160P03M,耐壓30V,導阻16mΩ,用于輸出擴流。

另外一路為相同的電路布局。

同樣采用一顆PMOS管用于擴流。

兩顆降壓電感采用熱縮管包裹絕緣,并打膠固定。

兩路降壓輸出濾波電容,來自湖南盛通,規格為220μF 25V。

輸出VBUS開關管來自捷捷微,型号為JMTQ3008A,是一顆耐壓30V的NMOS,導阻為6mΩ,采用PDFN3.3*3.3封裝。

另一路VBUS開關管為同型号。

第三路VBUS開關管型号相同。

USB-C母座采用垂直焊接,過孔焊接固定。

USB-A母座也采用垂直焊接,過孔焊接固定。

全部拆解一覽,來張全家福。
充電頭網拆解總結随着多口充電器市場的不斷壯大,對應的快充方案也在不斷推出。拓爾微這款充電器就采用了自家的協議芯片和降壓轉換器組合,實現了多口降壓快充方案的設計。
充電頭網通過拆解了解到,這款充電器采用經典高頻QR開關電源架構設計,輸出采用拓爾微DC-DC二次降壓以及PD快充協議方案,實現智能功率分配。具體為兩路獨立的降壓電路,由拓爾微TMI2286D降壓轉換器分别搭配IM2403和IM2406協議芯片組成。
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