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天德钰JD6621快充协议芯片助力量产,

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前言

随着USBPD快充生态的不断壮大,越来越多的手机和笔记本都已搭载USB-C接口,使用PD快充充电。对于充电器来说,很早就已经普及65W,正在向更大功率推进,但车充18W快充却沿用了好久,无法满足笔记本在车上的快充要求。

针对车充只有18W输出的问题,绿联推出了一款最大输出功率为69W的2C1A三口车充,内部搭载升降压电路,在12V电瓶的汽车上,也能正常输出20V,满足笔记本在车上的快充需求。下面充电头网就对这款车充进行拆解,看看内部是如何设计。

绿联69W车充开箱

包装盒正面印有UGREEN绿联品牌、车充名称、外观图以及三大卖点:22.5WSCP快充、20WPD快充、60W快充。

背面印有车充参数以及深圳市绿联科技有限公司信息。

包装内含车充和使用说明书。

车充腰身外壳一体成型设计,表面磨砂抗指纹,顶部外壳边缘设有特殊纹理,侧边亮面设计。

两段机身过渡圆润,之间设有散热孔,可以有效避免车充内部积热。

机身一面印有UGREEN品牌。

另一面印有车充参数

型号:CD

输入:12-24V8A

总输出:69WMax

USB-A:4.5V5A、5V4.5A/3A、9V2A、12V1.5A、15V2A

USB-C1输出:5V3A、9V2.22A、12V1.67A

USB-C2输出:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3A

制造商:深圳市绿联科技有限公司

车充顶面设有2C1A接口以及LED指示灯,USB-A口胶芯为紫色,显眼表明支持华为SCP快充。

接口旁印有USB-C1、QC3.0、USB-C2标识,方便用户区别使用,边缘纹理为大小亮面棱形设计。

车充拿在手上的大小直观感受。

净重约为43g。

接通电源指示灯亮蓝光。

模拟14VDC输入情况下,使用ChargerLABPOWER-ZKT测得USB-A口支持Apple2.4A、Samsung5V2A、DCP协议,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP快充协议。

测得USB-C1口支持Apple2.4A、Samsung5V2A、DCP协议,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PD3.0快充协议。

此外PDO报文显示C1口具备5V3A、9V2.22A、12V1.67A三组固定电压档位。

测得USB-C2口支持Apple2.4A、Samsung5V2A、DCP协议,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、PD3.0、PPS快充协议。

此外PDO报文显示C2口还具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3A五组固定电压档位,以及3.3-11V3A一组PPS电压档位。

模拟24VDC输入情况下,使用ChargerLABPOWER-ZKT测得USB-A口同样支持Apple2.4A、Samsung5V2A、DCP协议,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP快充协议。

测得USB-C1同样支持QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PD3.0快充协议。

以及同样具备5V3A、9V2.22A、12V1.67A三组固定电压档位。

测得USB-C2口支持同样支持QC2.0/3.0、AFC、FCP、PD3.0、PPS快充协议。

以及同样具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3A五组固定电压档位,以及3.3-11V3A一组PPS电压档位。

绿联69W车充拆解

看完了车充的开箱和测试,下面就对这款车充进行拆解,看看内部是怎么做到60W的输出能力。

首先撬开车充输出口盖子,可以看到内部由两块PCB焊接组成。

撬开盖子后仍然无法取出内部PCBA模块,使用切割机切开外壳,取出车充内部的PCBA模块。

车充内部PCBA模块采用三块PCB焊接组成,分别对应内部独立的升降压电路和降压电路。

其中USB-C2的小板上焊有一块黄铜散热片,为同步升降压电路的开关管散热。

另外一面为一颗降压芯片和协议芯片,用于USB-C1和USB-A口降压输出。

从侧面可以看到,升降压电感顶部垫有一片导热垫,将热量传递到另一片PCB上,用于均摊发热,降低温升。

车充输出端特写,USB-A小板连接两块PCB板,在USB-A接口的右侧是电源指示灯。

拆焊掉小板上焊接的散热片,在散热片下方是两颗开关管和同步升降压控制器。

通过观察发现,绿联这款车充采用一路升降压电路用于USB-C2接口的大功率快充输出,另外USB-C1和USB-A口采用一路降压电路,实现单口快充,双口5V的输出策略。下面就继续拆解,看看这款车充的用料和设计。

车充正极输入端采用实心顶针,降低大电流传输的损耗。

正极采用金属片焊接连接,顶针内部焊接有硅胶线,进一步降低电阻。

拆开正负极连接焊点,以及焊接的USB-A母座小板,将车充拆开观察。

用于USB-C2升降压的小板正面特写,焊接两颗固态电容用于输入输出滤波,中间焊接一颗磁环电感用于升降压电压转换,下方为输出电流检测电阻。

车充升降压电路一览,右下为四颗开关管,组成H桥,用于同步升降压电压转换,图片中间位置是同步升降压控制器,母座旁是协议芯片和VBUS开关管。

输入端白色贴片保险丝特写,用于过流保护。

输入使用两颗MLCC电容与固态电容并联滤波。

滤波固态电容规格为μF35V,和另外一块小板相同。

输出协议芯片采用天德钰JD,是一颗高集成度的USBPD协议芯片,支持PD3.0和PPS快充协议,TID:。支持3.3-21V输出电压范围。JD集成华为SCP,FCP快充协议,及高通QC2.0/3.0快充,支持20到W快充应用。

具有多次刻录(MTP)及温度检测(NTC)降功率等优点,此外有两组额外的GPIO可以做讯号检测及ADC功能,可以满足更多客制化产品需求。

JD支持输出PDO选择,具备多输出口控制功能,内置恒压和恒流控制,芯片内部集成过压保护,欠压保护,过电流保护,短路保护和过热能保护,采用TQFN4*4-20L封装,适用于USBPD快充,车充以及储能电源应用。

充电头网拆解了解到,天德钰快充芯片可广泛应用于充电器、车充、移动电源、储能电源等领域,并被小米、紫米、MOMAX、公牛、飞利浦等知名品牌的数十款产品采用。

车充内部使用宝砾微PL同步四开关升降压控制器,支持最高32V宽输入电压,满足车充宽电压应用,持续负载电流可达20A,能够在输入高于或低于输出电压时稳定调节输出电压,以支持多种升降压场合应用场合,为大功率Type-CPD车载充电器提供最优解决方案。

宝砾微PL控制器在降压、升降压和升压运行模式下采用恒定的时间控制,以实现卓越的负载和电压调整。可编程开关频率,可以设置开关频率为kHz、kHz、kHz或1.2MHz。该芯片还具有可编程软启动功能,并提供各种保护功能,包括逐周期限流、输入欠压闭锁(UVLO)、输出过压保护(OVP)、输入过压保护、过温保护和输出短路保护。同时PL控制器自带抖频功能提升EMI性能,易过EMC辐射认证,完美解决工程师整改EMC难问题。

电源输入侧的两颗MOS管,丝印S,两颗组成半桥。

负载输出侧的两颗MOS管,和电源输入侧两颗组成全桥。

升降压电感采用两线并绕,外套热缩管绝缘。

输出滤波固态电容规格为μF25V。

输出VBUS开关管来自威兆半导体,型号VSAE,是一颗耐压30V的NMOS管,导阻为6.4mΩ,采用PDFN封装。

充电头网通过拆解了解到,采用威兆VSAE的产品还有华为27W超级快充无线车充、小米无线车充、小米无线充电宝、坚果饼式无线充电座、魅族无线充电器无线充电产品以及小米65WUSBPD快充充电器、紫米00mAhUSBPD快充移动电源移动电源和充电器等,威兆MOS的产品性能也获得众多知名品牌认可。

USB-C输出母座特写,黑色胶芯不露铜,过孔焊接固定。

用于USB-C1和USB-A口的降压小板正面特写,焊接两颗滤波电容和降压电感。

对应降压电路的小板,正极输入端焊接一颗贴片保险丝用于输入过流保护。

输入端滤波电容来自珠海华冠,RPK系列℃耐热固态电容,规格为μF35V。

降压磁环电感特写,外包热缩管绝缘,电感左侧为负极弹片。

车充负极弹片特写。

车充采用硅动力同步整流降压芯片,型号SP9HN,是一颗40V输入的同步降压转换器,输出电流可达4.8A。芯片内部集成开关管,输出电流限制可通过外部电阻设定,开关频率可编程,内置可编程的线损补偿。

SP9HN外围器件数量精简,采用QFN20-5*5mm封装,可用于车充、快充以及通用降压转换器应用。

输出滤波电容同样来自珠海华冠,RPX系列℃耐热,规格为μF16V。

小板下方焊接协议芯片,协议芯片来自云矽半导体,型号XPD。这款芯片已经通过了USBPD3.0认证,TID:。支持QC2.0/3.0/3.0+、AFC、FCP、SCP、HVSCP、PD和PPS等快充协议,内部集成10mΩVBUS通路功率开关管,并且集成10mΩ电流检测电阻,支持完善的保护功能,节省外围元件数量,简化电路,降低成本,具有TSSOP-20和QFN20封装。

其中XPD内部集成的VBUS管和检流电阻用于USB-C1口输出,外置了VBUS开关管和电流取样电阻用于USB-A口过流保护和输出控制。芯片下方MOS管用于USB-A口供电控制,右上角R电流取样电阻用于USB-A口电流检测。

云矽半导体XPD资料信息。

用于USB-A口的VBUS开关管来自锐骏半导体,型号为RU30L30M3,是一颗耐压30V的PMOS,导阻12mΩ。左下角R电流取样电阻用于硅动力SP9HN输出电流检测。

USB-A口母座焊接在小板上,正负极加宽设计,支持大电流快充,右侧是一颗蓝色LED,用于供电状态指示。

全部拆解完毕,来张全家福。

充电头网拆解总结

绿联这款69W车充具备2C1A三个接口,支持20WPD快充,22.5W华为低压快充和60WPD快充,满足在车上手机和电脑的快充需求。车充采用黑色外壳,配有一颗蓝色电源指示灯,精致实用。

充电头网通过拆解了解到,绿联这款三口车充采用一路升降压电路和一路降压电路组成,其中升降压电路使用宝砾微PL配合天德钰JD协议芯片,实现PD60W同步升降压电压转换输出,满足手机快充和笔记本充电。降压电路使用硅动力SP9HN同步降压转换器搭配云矽XPD协议芯片,实现双口快充输出。

车充内部分别使用两块PCB用于不同接口的输出,电感贴有导热垫散热,车充输入端配有保险丝,滤波电容全部来自珠海华冠,为固态电容,更加经久耐用。内部设计和用料都很可靠,总体做工扎实。




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