随着身边智能设备的增多,一个充电头对应一个设备,出门需要携带多个充电器已经成为日常,有时还会忘带匹配的充电头,无法充电造成困扰......

多口快充的出现解决了这一难题,出门仅需携带一个充电头,减轻背包的负担,还可以满足多个设备同时快速充电的需求。

一款令人放心的多口快充必须具备安全性能好、可靠性高、兼容性强的特点,这对选择的芯片解决方案具有高要求。拓尔微电子自有品牌65W 2C1A氮化镓快充,内置协议芯片和降压转换器均为自家解决方案——IM2403、IM2406、TMI2286D,支持多种快速充电协议,兼容性强,可满足各类设备的充电需求,且具备多种保护功能。


(资料图片仅供参考)

拓尔微 65W 2C1A氮化镓快充充电器

这款拓尔微 65W 2C1A氮化镓快充充电器输入端外壳两侧加入双翼设计,提升稳定性;输出端配有2C1A三个USB接口,可满足多个设备同时充电的需求,配备可折叠国标插脚,放入包中不会刮花其它设备。

协议测试

使用POWER-Z KM002C测试仪测得USB-C1口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、PD3.0、PPS、Apple2.4A充电协议;

PDO报文USB-C1具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五组固定电压档位,及3.3-21V3A一组PPS电压档位。

如下图,USB-C2口支持QC3.0、PD3.0、PPS、Apple2.4A充电协议,且C2口PDO报文与C1口相同。

测出USB-A口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、Apple2.4A充电协议。

拆解拓尔微65W氮化镓快充

下图为充电器PCBA模块正面,左上方是共模电感,安规X2电容;下方和变压器的左侧都是高压滤波电解电容;底部变压器采用胶带严密包裹绝缘;右侧是充电器的输出降压电路,其中两路降压电感外套热缩管绝缘,元器件之间打胶固定。

PCBA模块背面左上方焊接整流桥,右侧焊接反馈光耦、初级主控芯片和氮化镓开关管。左下方焊接两颗协议芯片和对应的VBUS开关管,右侧焊接同步整流管。

下图为安规X2电容规格为0.22μF。

下图是整流桥丝印DBF410,规格为4A 1000V。

PCBA侧面可以看到高压滤波电容,两颗规格为400V 22μF。

另两颗高压滤波电容规格为400V 33μF,总容量为110μF。

下图为初级主控芯片采用一颗SOT23-6极小封装的控制器。

用于为主控芯片供电的滤波电容规格为50V 4.7μF。

1019光耦用于输出电压反馈。

同步整流控制器为丝印91808。

下图为同步整流管是一颗耐压100V的NMOS,导阻7.3mΩ,采用PDFN5*6封装。

下图是充电器输出,分别焊接输出滤波电容规格为680μF 25V、USB-A母座、蓝色Y电容、USB-C母座和降压电感。

如下图,拓尔微 65W氮化镓快充内置的协议芯片采用拓尔微电子,型号IM2403。IM2403是一颗支持A+C双口的快充协议芯片,A口C口无需ESD器件,且集成多种快充协议,兼容性强,已获得USB-IF PD3.0认证,TID:6809。

IM2403支持两路独立反馈,内部集成MCU和Flash,支持使用NMOS作为VBUS开关。同时内部采用智能功率分配,无需外置单片机,集成放电MOS管,支持可编程的线损补偿。

拓尔微IM2403支持使用外置电阻选择PDO,外置NTC热敏电阻进行过热保护,具备过压,欠压,过流和过热保护功能,适用于USB-C适配器,采用QFN4*4-32封装。

此外,内置的另一颗协议芯片同样来自拓尔微,IM2406是一颗单USB-C口的协议芯片,且集成多种快充协议,兼容性强,已获得USB-IF PD3.0认证,TID:6174。

拓尔微IM2406内部集成MCU和Flash,集成VCONN供电和E-Marker线缆检测,支持I2C接口,可与其他芯片通信。支持CC和数据引脚过电压保护,采用QFN4*4-16封装。

如下图,内置的降压转换器来自拓尔微型号TMI2286D,由协议芯片控制调节输出电压。TMI2286D是一颗耐压30V的同步降压转换器,内部集成软启动,支持100%占空比,具备过压,欠压,过流和过热保护功能。

拓尔微TMI2286D内置开关管,支持内部环路补偿和输出线损补偿。适用于车充、适配器、便携设备等应用,采用SOP8封装。

背面焊接一颗PMOS管,耐压30V,导阻16mΩ,用于输出扩流,另外一路也采用一颗PMOS管用于扩流,电路布局相同。

两路降压输出滤波电容,规格为220μF 25V。

下图为输出VBUS开关管是一颗耐压30V的NMOS,导阻为6mΩ,采用PDFN3.3*3.3封装,另外两路VBUS开关管与之相同。

下图是USB-C母座和USB-A母座都采用垂直焊接,过孔焊接固定。

拆解总结

拓尔微这款充电器具备2C1A三接口,满足多个设备同时充电的需求,内置的协议芯片和同步降压转换器均为自家的解决方案,实现了多口降压快充方案的设计。

这款充电器采用经典高频QR开关电源架构设计,输出采用拓尔微TMI2286D DC-DC二次降压转换器搭配IM2403和IM2406 PD快充协议芯片组成,实现智能功率分配。

目前,拓尔微电子已有多款电源管理芯片、单C和A+C等多款快充协议芯片已应用到大品牌产品中,性能和质量收获市场一致认可。未来拓尔微将持续提供全套解决方案及专业的技术支持服务,给客户更多优质选择。

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