近日,充电头网拿到了一款来自Google谷歌的65W超迷你USB PD快充充电器(工程样机),功率密度达到1.13W/cm³,体积仅相当于传统30W充电器大小,并且还融入了折叠插脚设计,小巧便携,非常具有特色。在性能配置方面,这款充电器为单USB-C接口输出,支持主流的USB PD3.0 PPS快充协议,最大65W的功率能够满足主流的手机、平板、笔电产品充电。
Google谷歌65W快充充电器是如何能够在小体积内实现大功率输出,内部采用了哪些黑科技?下面充电头网就为大家拆解揭晓。
此前充电头还拆解了谷歌Pixelbook原装45W USB PD快充充电器、Chromebook 60W PD快充适配器、Chromecast Ultra标配电源适配器等多款电源产品,大家可以点击蓝色字体查看拆解详情。
一、谷歌65W超迷你充电器外观
Google谷歌65W快充充电器的主体机身为白色PC外壳,哑光表面,设计简约;端面盖板为黑色,配有可折叠插脚。
充电头网拿到的是美规插脚版本,折叠收纳的设计对于经常出差的人士比较友好。
输出端的USB-C接口居中设计,采用白色胶芯。
充电器机身正面居中可以看到注塑成型的“G”字凹印,也是Google公司的商标。
参数方面,Google电源适配器型号为G8JK8LPS,输入支持100-240V~ 50/60Hz 1.5A;输出:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A,PPS输出为3.3-21V3.25A,最大功率65W;制造商:AcBel康舒科技。
此前充电头网还拆解过康舒制造的550W碳化硅电源、Lenovo联想65W PD快充充电器、联想27W USB PD快充充电器等产品。
充电器拿在手上十分小巧,和一个常规30W充电器体积相当。
与苹果61W充电器对比可见,谷歌65W PD充电器体积不到苹果61W的一半,且输出功率更高。
与苹果原装20W充电器相比,两款充电器的长宽尺寸相当,谷歌65W充电器多出一个折叠插脚的长度。
实测充电器的长度约为51.75mm。
宽度约为42.78mm。
厚度约为25.92mm。通过计算,其功率密度达到1.13W/cm³。
充电器的净重约为88.5g。
使用ChargerLAB POWER-Z KT002读取充电器的输出协议,显示支持Apple 0.5A、Samsung 5V2A、DCP协议,以及QC4、PD3.0、PPS快充协议。
PDO报文显示这款充电器支持5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五个固定电压输出档,以及3.3-21V3.25A的PPS可调电压。
二、谷歌65W超迷你充电器拆解
打开充电器外壳,可见内部的电源模块通过两根导线连接插脚弹片。
电源模块与外壳内壁配合十分紧凑,需要将外壳切开后才能取出内部的电源模块。
电源模块外围包裹了一层金属散热片,并在散热片外围还贴有一层铜箔。
散热片与PCB板元器件之间设有绝缘板隔离。
将散热片拆除之后,可见内部模块由多块PCB板组合而成,PCB板上的元器件通过注胶和导热垫散热。
另外一款PCB板上的元器件同样有大量注胶处理。
整个PCB板的长度约为47.82mm。
宽度约为36.23mm。
厚度约为19.97mm。
将PCB板上的硅胶清理干净,在初级侧,两块PCB板之间设有一块小PCB板,用作支撑和导通。
输出端的USB-C接口使用小PCB板焊接在两块主PCB板之间,此外旁边还单独设有一块协议小板。
输出端一览,接口右侧设有一颗固态电容滤波。
一颗大体积的高压电容卧置在两块PCB板之间。
另外一侧是变压器。
其中一块PCB板外侧设置了主控芯片、驱动器、功率器件、Y电容、光耦等器件。
另外一块PCB板上的初级部分设置了整流桥堆、次级部分设有同步整流控制器、同步整流MOS、滤波电容等。
将整个电源模块拆开,内部主要是电容、电感、变压器等插件元器件。通过对整个电源模块的观察分析发现,这款充电器采用的是高性能ACF有源钳位电源架构,由协议芯片控制输出电压。同时,整个电源使用了多块PCB板的组合设计,内部电路十分紧凑。
下面为大家详细介绍各个元器件的用料:
输入端设有一颗贴片保险丝,体积非常小,耐压250V。
PCB板内侧设有共模电感,抑制EMI干扰。
另一颗电感特写,电感下方均有绝缘板与电路板隔离。
用于组成桥式整流电路的三颗二极管。
另外一颗同型号的二极管置于PCB板内侧。
输入端的PCB小板上没有元器件,仅用于两块大PCB板的导通。
背面一览。
初级侧的大电容来自Rubyoon红宝石,400V 82μF。
初级控制器来自TI德州仪器,型号UCC28780,工作频率可达1MHz,远高于常见民用开关电源频率,同时符合日渐严格的能耗及效率标准,支持GaN功率管,内置多种保护功能。
驱动器同样来自TI德州仪器,型号UCC27712,双路隔离半桥驱动器,内置互锁。
初级侧的功率器件采用的是英飞凌CoolMOS,型号IPL60R185C7,耐压600V,导阻185mΩ。
另外一颗也是来自英飞凌的同型号CoolMOS。
变压器特写。
初级和次级之间采用贴片封装的输出抗干扰Y电容,来自村田。
与Y电容并排布置的是一颗来自COSMO的光耦,用于初级次级通信,反馈输出电压。
次级侧同步整流控制器采用MPS的经典型号MP6908A,这颗器件最大开关频率可达600kHz,适用于高频应用。
同步整流MOS管来自安森美。
输出侧设有两颗基美(kemet)钽聚合物电容,两颗并联,用于输出滤波。该类电容在小米65W氮化镓快充和苹果87W USB PD充电器中也有使用。
在PCB板组成的框架内部还设有两颗固态电容滤波,其中一颗电容规格为25V 330μF。
另外一颗固态电容规格为25V 220μF。
输出VBUS开关管采用英飞凌BSZ035N03MS G,耐压30V。
输出端设有滤波电感,来自伍尔特。
协议小板外侧居中设有一颗协议芯片,采用的是伟诠WT6633P,这款芯片支持USB PD3.0,支持高通QC4,QC4+和QC5。通过USB-IF认证,TID1070018。同时WT6633P还通过了高通QC5认证,认证号4789627043-2,高通QC4+认证,认证号4788566324-2。
WT6633P内置8051内核,内置恒压恒流控制,集成输出电流传感,支持线损补偿,内置完善的保护功能。R005是输出电流检测电阻,用于输出电流检测和过电流保护功能。
协议小板特写,内侧无元器件。
USB-C接口特写。
PCB板小板上仅有几颗小电容。
充电器全部拆解完毕。
充电头网拆解总结
在外观方面,Google谷歌65W快充充电器给人的第一感觉就是体积非常小巧,65W的功率,体积30W大小,高达1.13W/cm³的功率密度很容易就让人把当成了氮化镓快充,直到完全拆解之后才揭开了其庐山真面目。在协议方面,这款充电器做得很保守,仅支持USB PD快充,毕竟谷歌的身份是USB-IF协会的核心成员。
充电头网通过拆解了解到,这款充电器内部基于高性能的有源钳位ACF电源架构开发,不过功率器件并非氮化镓材料,而是采用了两颗英飞凌的CoolMOS。控制器选用的是TI的UCC28780,搭配TI自家驱动器UCC27712;同步整流选用MP6908A和安森美MOS的组合,协议芯片来自伟诠,高压滤波电容采用红宝石品牌,整个充电器在用料方面堪称是豪华阵容。
此外为了实现极致的高功率密度,除了采用高性能电源架构以及大品牌、高品质核心元器件之外,充电器内部还通过多块PCB板组合的方式,对空间进行充分利用。由于是工程样机,本期拆解内容仅作为参考。
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