拆解報告：安克140W USB PD3.1氮化鎵充電器

2023-08-14

安克推出了旗下首款USB PD3.1充電器，同時也是氮化鎵充電器。這款充電器支持140W大功率輸出，內部搭載氮化鎵HFB架構。內置創新的堆疊技術和定制的器件，功率密度大幅提升，體積顯著縮小。

這款140W充電器與之前拆解的全氮化鎵120W三口氮化鎵充電器一樣，采用了相同的英飛凌HFB+iGaN方案，支持寬電壓輸出，無需內置降壓轉換電路，輸出效率更高。下面充電頭網就對安克這款140W全氮化鎵充電器進行詳細拆解，看看內部設計如何。

此前充電頭網還拆解過安克全氮化鎵120W充電器、安克100W 2C1A氮化鎵超能充、安克65W 2C1A氮化鎵超能充、安克45W氮化鎵超能充、安克30W氮化鎵超能充等產品，歡迎查閱。

安克140W氮化鎵充電器開箱

安克這款充電器包裝盒除印有ANKER品牌、產品外觀以及賣點外，還有顯眼的USB PD 3.1字樣，表明產品支持最新的PD快充標準。

側面印有充電器型號、顏色、重量、輸入輸出參數等信息。

包裝內含充電器、固定膠圈、使用說明書以及產品合格證。

這款充電器不例外的也附送了一個固定膠圈，底部設有一圈吸盤，可以幫助充電器穩定進行充電。

充電器采用PC材質黑色外殼，表面啞光，輸出端設有銀色裝飾板，相較家族其它新品，這款外觀更加簡潔。

機身正面右上角印有ANKER品牌。

輸入端外殼上印有充電器參數

型號：A2341

輸入：100-240V~50/60HZ 2.2A

輸出：5V3A、9V3A、15V3A、20V5A、28V5A （140W Max）

充電器通過了CCC認證。

充電器配備可折疊國標插腳，攜帶方便。

輸出端配備單USB-C接口，安克經典的藍色膠芯。

充電器套上固定膠圈場景一覽。

測得充電器機身高度為58.51mm。

寬度為67.72mm。

厚度為31.04mm，算得充電器功率密度約為1.14W/cm3。

和蘋果140W充電器對比，體積優勢很大。

充電器拿在手上的大小直觀感受。

凈重約為234g。

使用ChargerLAB POWER-Z KM002C測得USB-C口支持QC3.0、PD3.1、PPS、Apple2.4A充電協議。

并且具備5V3A、9V3A、15V3A、20V5A、28V5A五組固定電壓檔位，以及3.3-11V5A一組PPS電壓檔位。額外支持AVS 15-28V可變電壓輸出，輸出功率最大為140W。

使用安克140W氮化鎵充電器給蘋果MacBook Pro充電，測得功率為27.86V 4.99A 139.11W，成功開啟PD3.1 28V5A快充。

安克140W氮化鎵充電器拆解

看完了安克140W氮化鎵充電器的開箱，尺寸和測試，下面就對充電器進行拆解，看看用料做工如何。

沿外殼接縫拆開外殼，可以看到充電器內部背粉色導熱膠灌封成為一個整體。

由于內部為灌封結構，無法取出PCBA模塊，使用切割機切開外殼，取出內部PCBA模塊。

交流輸入通過導線焊接連接到PCBA模塊，折疊插腳貼有麥拉片絕緣。

使用游標卡尺測得PCBA模塊長度約為53.27mm。

PCBA模塊寬度約為63.65mm。

PCBA模塊厚度約為26.49mm。

交流輸入導線焊接連接到內部垂直焊接的小板上。

充電器內部PCB焊接多塊小板，小板上焊接元器件，由常規的平面布局升級為立體布局，充分利用PCB面積，增加空間利用率并減小體積。

輸出側濾波電容，諧振電容和高壓濾波電容均纏繞粘貼膠帶絕緣。

PCBA模塊正面一覽，左側大元件為變壓器，左下角為輸出濾波電容和輸出USB-C母座小板。右上角為輸入保險絲和EMI濾波電路，下方是PFC升壓電感，右下角為高壓濾波電容。在變壓器和PFC升壓電感中間是濾波電容和PFC升壓整流管。

在PCBA模塊背面，左上角為輸入端整流橋，下方是PFC升壓開關管。在左下角是HFB混合反激控制器和半橋氮化鎵芯片，右上角是三顆貼片Y電容和兩顆白色光耦。

通過對充電器PCBA的觀察發現，Anke這款140W氮化鎵充電器采用PFC+HFB半橋架構設計，PFC電路將輸入電壓升壓為HFB半橋電路供電，經過同步整流輸出。輸出電壓由協議芯片控制調節，進行寬范圍輸出，同時協議芯片還進行PFC控制。PFC升壓開關管采用納微氮化鎵功率芯片，HFB半橋采用英飛凌集成功率級。下面就從輸入端開始了解整個充電器的設計與用料。

充電器輸入端一覽，兩塊小板分別焊接濾波電容，濾波電感，保險絲，共模電感和安規X2電容。

輸入端小板焊接保險絲，安規X2電容和共模電感。

在另外一側還焊接一顆共模電感。

輸入端保險絲來自貝特電子，出料號932，規格為5A 250V，用于輸入過流保護。

共模電感采用漆包線和絕緣線繞制，并打膠固定。

安規X2電容來自東莞成希，規格為0.47μF。

第二顆共模電感特寫，同樣采用漆包線和絕緣線繞制，涂有白色膠水固定。

在第二顆共模電感與整流橋之間貼有青稞紙絕緣。

貼片整流橋特寫。整流橋用于將輸入交流電轉換成脈動直流電，整流橋絲印60M。

在背面的對應位置也焊接一顆整流橋，使用兩顆整流橋半橋連接組成全橋，均攤發熱。

充電器側面焊接高壓濾波電容，PFC升壓電感和濾波小板。

整流橋輸出的濾波電容和濾波電感焊接在垂直焊接的小板上。

小板背面沒有元件。

薄膜濾波電容來自東莞成希，規格為1μF 450V。

濾波電感采用磁環繞制。

另一顆濾波電容同樣來自東莞成希，規格同樣為1μF 450V。經過濾波電路的直流電進入PFC電路升壓。

PFC控制器來自安森美，型號NCP1623，其基于創新的 Valley 同步頻率折返（VSFF）方法。VSFF 可在標稱負載和輕負載條件下最大限度地提高效率，在重載時運行在臨界模式，輕載運行在斷續導通模式，并支持谷底開通以提高效率。

NCP1623支持臨界模式、斷續導通模式運行，谷同步頻率折返可在標稱負載和輕負載下提升效率，并且可在低開關頻率下獲得良好的功率因數。

PFC升壓開關管采用納微NV6136A，這是一顆高集成的氮化鎵功率芯片，內置驅動器以及高精度無損耗電流采樣電路，消除取樣電阻的損耗。NV6136A內置170mΩ導通電阻，耐壓700V的氮化鎵開關管，支持2MHz開關頻率，采用6*8mm QFN封裝，節省面積。

納微NV6136A資料信息。

充電頭網通過拆解了解到，納微NV6136A已被安克全氮化鎵120W充電器、iQOO 10 Pro原裝200W氮化鎵超快閃充、聯想拯救者135W氮化鎵快充、黑鯊120W星流GaN快充、vivo X Fold原裝80W雙C口閃充氮化鎵充電器等知名品牌的數十款產品采用。

PFC升壓電感采用膠帶嚴密包裹絕緣。

PFC升壓整流管來自安森美，型號MURF860，是一顆8A電流，耐壓600V的超快恢復二極管，采用TO220FP封裝。

高壓濾波電容來自永銘，規格為120μF420V。

初級控制器來自英飛凌，型號為XPDS2201，是一顆數字混合反激控制器，內部集成600V高壓啟動電路和高低側MOS驅動。采用峰值電流模式控制，用于快速的負載響應?；谳敵鲭娏魉阶詣忧袚Q到突發模式運行，支持初級側過電壓保護，待機功耗＜75mW，可通過單引腳UART界面配置參數，采用PG-DSO-14封裝，外圍元件精簡。

半橋氮化鎵芯片同樣來自英飛凌，型號IGI60F1414A1L，其內部集成兩顆140mΩ導阻，耐壓600V的氮化鎵開關管，以半橋形式連接，并具備獨立的隔離驅動器。相比兩個獨立的氮化鎵開關管以及驅動器的組合，大大節省PCB占板面積。IGI60F1414A1L支持400W半橋應用，內置驅動的氮化鎵器件極大程度的簡化了驅動電路的設計，并可針對設計進行特性優化。

英飛凌XPDS2201混合反激控制器搭配IGI60F1414A1L半橋氮化鎵芯片，集成度更高，并且降額使用，溫升更低，打造了更高效的氮化鎵快充解決方案。