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今日,小米官网悄然上架了一款120W氮化镓快充,这也是小米首次推出百瓦级别的大功率氮化镓快充,此前几款氮化镓快充分别是65W单口、65W双口、55W单口以及33W单口。


据了解,小米这款120W充电器不仅采用了氮化镓功率器件,而且还内置平面变压器并采用灌胶工艺等,充电器的体积更小、功率密度更高、性能更强。搭配Redmi Note 11 Pro+,疾速模式下只需要15分钟就能充满。同时,充电器内置智能识别芯片,搭配USB-C接口,可以满足笔电、平板以及大部分主流智能手机的充电器需求。


今天就为大家带来小米这款全新120W氮化镓快充充电器的拆解。此前充电头网相继拆解了小米18W USB PD快充充电器、小米9原装27W充电器、小米CC9 Pro原装30W充电器、小米65W氮化镓充电器、小米65W 2A1C三口快充充电器、小米90W USB PD快充充电器、小米100W PD快充充电器、小米120W超级快充等多款快充产品,大家可以点击蓝色字体查看拆解详情。


一、小米120W氮化镓快充充电器外观



小米120W氮化镓快充充电器在官方商城是按套装出售,包装盒里除了充电器之外,还附赠了一条USB-C to USB-C充电线。



包装盒背面是产品参数和厂商信息。



包装盒里的物品一览。



套装里包含的是一条6A的USB-C to USB-C数据线。



接口采用橙色设计。



USB-C to USB-C充电线长度约为1米。



充电器的风格与上一代USB-A接口的120W快充相近,主题机身为亮面处理,正面印有120W以及小米公司,小米设计的字样,不过体积方面明显小了很多,更轻便。



反面则是GaN和小米公司字样。



输出端为灰白色面板,设有一个USB-C接口,并设置橙色胶芯。



插脚侧印着充电器的详细规格参数,型号:MDY-13-ET;输入:100-240V~50/60HZ 1.7A;输出:5V3A、9V3A、11V6A、20V6A。产品已经通过了3C认证和QC3.0认证,小米通讯技术有限公司制造。



通过CQC官网查询,小米120W氮化镓充电器由江西吉安奥海科技有限公司制造生产,目前已经获得CCC认证。



小米120W氮化镓快充与苹果96W充电器相比,小了一大圈。



两款小米120W充电器体积对比,可以明显看到新款120W氮化镓快充在体积方面更占优势。



拿在手里也更加轻便。



小米120W氮化镓快充充电器不含插脚侧长度约为55.6mm。



宽度约为55.7mm。



厚度约为28.4mm。通过实际测量和计算,这款充电器的功率密度突破了1.36W/cm³,十分少见。



实测充电净重约为138.2g。



使用ChargerLAB POWER-Z KT002检测充电器的输出协议,显示支持Samsung 5V/2A、DCP协议,以及QC2.0、QC3.0、PD3.0等快充协议。



小米120W氮化镓快充支持USB PD3.0快充,不过PD快充的最大输出功率为65W,设有5V3A、9V3A、15V3A、20V3.25A四组固定电压档位。


二、小米120W氮化镓快充充电器拆解



首先动用切割机将外壳切分开,充电器内部PCBA模块全部灌注导热胶填充。



充电器AC输入导线焊接连接。



灌胶在输出侧留有一定空间。



外壳内部有一块石墨导热贴,用于均匀散发充电器产生的热量。



清理掉灌胶,PCB板正面非常紧凑的布满了各种元器件,输入端元器件均采用热缩管包裹绝缘,同时还采用平面变压器以缩小整体体积。



输出侧设有三颗固态电容,其中两颗焊接在平面变压器的PCB上。



电路板镂空放置平面变压器磁芯,用以降低整体厚度。



使用游标卡尺测量充电器主板长度约为50mm。



宽度约为49mm。



厚度为23.4mm。



PCB板正面一览,平面变压器磁芯套有塑料壳绝缘,居中是PFC电感。



PCB板背面一览,充电器初次级分明,两颗光耦横跨初次级。


通过对充电器正背面电路分析发现,小米120W氮化镓快充充电器内部采用PFC升压后为QR反激开关电源供电,由协议芯片控制,根据负载需求,输出宽范围电压。



输入端一览,连接导线压线卡焊接固定。黑色热缩管套住的蓝色元件是压敏电阻,用于输入过压保护,平面变压器PCB板两侧分布着多颗高压电解电容。



输出端平面变压器小板焊接两颗固态电容,节省PCB面积,充分利用空间。主PCB板上还焊接了一颗固态电容,三颗电容用于输出滤波。USB-C母座橙色胶芯,右侧两颗Y电容。



可以看到Y电容,共模电感,X电容和输入保险丝。保险丝套热缩管绝缘保护。



这一侧主要是平面变压器和一颗蓝色Y电容。



将主板正面元件全部拆除,可见设有一颗整流桥、一颗氮化镓功率器件以及一颗协议芯片。



输入端保险丝特写,采用热缩管包裹绝缘。



压敏电阻,用于充电器输入端过压保护。在交流输入超过安全电压时,压敏电阻导通,熔断保险丝,确保后级元件安全。



NTC浪涌抑制电阻,用于减小接入电源的浪涌电流。



共模电感采用热缩管包裹绝缘。



另外一级共模电感,采用扁平铜带绕制。



安规X电容容量0.33μF。



输入端整流桥丝印LMB10L30。



正面这颗同型号的整流桥,使用两颗均摊发热。



薄膜电容,CBB21,1μF 450V。




另外一颗薄膜电容,CBB21,0.68μF 450V。



用于滤波的磁环电感。



输入端PFC控制器采用矽力杰SY5072B,运行在临界模式,采用恒定导通时间运行,内置的升压转换器采用准谐振开关以获得高效率及优化EMI性能。


主板正中为PFC升压开关管采用的是纳微NV6134,这是一颗集成了驱动和保护电路的氮化镓功率芯片,散热升级,采用更大的散热焊盘优化温升,此前该芯片已被联想YOGA 65W双口快充采用。


纳微NV6134是纳微第三代氮化镓芯片,拥有更强大的电气保护性能,响应速度相比之前要快三倍。相比于分立的氮化镓芯片/器件设计(Discrete GaN designs),纳微GaNFast氮化镓芯片具有10倍更高的静电耐压。


纳微半导体GaNFast第三代技术的芯片,集成度非常高,不仅集成了功率芯片,还包括了保护电路,驱动电路和逻辑电路,相对其他芯片集成度更高,散热温控效果更好,转化效率也非常好。


充电头网拆解了解到,纳微半导体的氮化镓功率芯片此前已被联想、华硕、努比亚、雷柏、小米、OPPO、RAVPOWER、贝尔金、摩米士、柚比等国内外数十个品牌的氮化镓快充产品所采用。



PFC升压电感特写。



ES5JCR快恢复二极管,用于PFC整流。



LFB3MF二极管,用于初级电解电容充电。



输入端的初级滤波固态电容均来自SAMXON三信,其中三颗规格为400V 15μF。



另外一颗规格为400V 22μF。



PWM芯片供电电容来自CapXon丰宾,规格为100V 10μF。



充电器主控芯片来自安森美 NCP1342,这是一颗高频反激准谐振初级PWM控制器,内置主动X2电容放电、支持宽范围Vcc供电、支持外接热敏电阻进行过热保护和多重完善的保护功能。左下角是初级的热敏电阻,用于检测充电器温度,进行过热保护。



由于充电器内部采用了平面变压器,有一部分元件也焊接到平面变压器的电路板上来,帮助扩展电路板面积,提升功率密度。平面变压器次级侧焊接了两颗输出滤波电容,初级侧是一颗纳微的氮化镓开关管。



次级侧背面焊接了同步整流控制器和同步整流管,初级侧焊接了反激的吸收电路。



纳微NV6134氮化镓功率芯片,用于开关电源初级。得益于充电器内部整体灌胶,散热到位,功率器件可以实现更灵活的布局。



同步整流控制器来自MPS,型号MP6908A,最高工作频率600KHz,支持DCM,CCM和QR以及ACF工作模式,支持标准电压和逻辑电压驱动的同步整流管。



同步整流管采用威兆半导体 VSP003N10H,NMOS,支持10V逻辑电压驱动,耐压100V,导阻3.8mΩ,采用PDFN5*6封装。



充电头网了解到,威兆的MOS产品已经进入华为、小米、vivo、三星、努比亚、飞利浦、公牛等知名品牌快充供应链,并以过硬的产品品质,获得了市场的高度认可。



输出滤波固态电容来自绿宝石,两颗470μF 25V并联。



另外一颗输出滤波固态电容同样来自绿宝石,规格25V 470μF。



两颗EL亿光光耦,用于输出电压反馈及调节。



协议芯片来自英集芯,型号IP2729,是一颗小米定制的协议芯片,内置集成了USB PD、QC3.0快充以及小米120W秒充协议,功能十分强大。


此前,英集芯的快充芯片还被小米9原装充电器、诺基亚7原装充电器、努比亚120W氮化镓充电器等系统内电源配件采用。此外,英集芯的其它系列快充芯片也获得小米、华为、三星等客户的高度认可。



输出VBUS开关管采用威兆半导体 VS3698AE,NMOS,耐压30V,导阻3mΩ,采用PDFN3333封装。



威兆半导体 VS3698AE 详细资料。



USB-C接口为定制产品。



三颗Y电容均来自厦门华信安电子,双绝缘Y电容。



充电器全部拆解完毕。


充电头网拆解总结


就产品外形方面,这款120W氮化镓快充充电器延续了小米手机原装充电器的家族风格,采用固定插脚设计,不过同时也将传统的USB-A接口升级为USB-C接口,除了支持小米系统的产品快充外,这款充电器对其他USB-C接口的设备也能充电。


不过需要注意的是,小米这款120W快充充电器并不能基于USB PD快充协议输出20V5A 100W功率,其20V6A为小米私有协议,只能搭配小米特定型号的手机使用,USB PD快充协议下,最大功率为65W。


充电头网拆解了解到,小米120W氮化镓快充充电器内部电源模块基于PFC+QR架构开发,并还采用英集芯的定制协议芯片IP2729满足主流协议和小米私有协议的兼容,电源部分采用了两颗纳微的NV6134氮化镓功率芯片,其中一颗用于PFC升压,另一个用作开关电源主功率管。PFC升压控制器来自矽力杰,开关电源部分芯片为经典的NCP1342+MP6908A;同时还应用了威兆半导体的同步整流MOS和VBUS开关管。


为了实现紧凑、小体积的设计,充电器的内部元器件排布非常密集,应用了集成度更高的平面变压器;散热方面,整机电源模块为注胶处理,外壳内壁还使用石墨贴纸起到均匀散热的效果,整体用料和做工都非常扎实。