充电头网的第4153篇拆解报告。

前言

联想推出了一款150W多口USB-C氮化镓电源适配器,型号MCFX150A3。充电器配有三个USB-C口,C1、C2盲插均支持140W输出,C3口65W,三口同时使用时150W智能分配,协议覆盖PD3.2、PPS、AVS、QC3+/QC5及联想、moto私有快充。

产品在40℃可满载持续输出,支持1.5倍额定功率峰值冗余,漏电流仅为国标五分之一。充电头网此前实测,28V5A约140W满载连续60小时不降档,机身最高温度约62℃。电路采用PFC+HFB两级架构,主控和氮化镓器件均来自英飞凌,内部做工用料如何,下面一起来看看拆解。

在产品上市时,我们也介绍过它的商用级设计,感兴趣可以点击查看。

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同时充电头网也出过此产品的评测文章,在恒温环境下以28V5A约140W满载连跑60小时,功率全程没有降档,机身最高温度也只有约62℃。完整的详细评测都在下方文章中,感兴趣可以点击看看。

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充电头网历年拆过的联想供电产品已有40款,功率覆盖从10W到400W。

联想近40款产品拆解,展现多元供电方案

此外,充电头网已经累计拆解超过1500款充电器,时间线横跨2015-2026年。

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产品外观

包装用的是牛皮纸盒,正面印着产品渲染图,属于偏克制的商用包装。

包装盒背面详细印有产品规格参数,具体输出参数到后续实物环节再介绍。

打开包装盒可见电源适配器本体。

全部打开后可以看到,内部包含电源适配器本体和充电线以及配套的使用说明书。

机身是深灰色哑光塑料,四角做过圆角过渡,握持不割手。正面中间一枚银色 Lenovo Logo,放在桌面上不容易沾指纹。

在输出接口上,电源适配器配置了三个 C 口,胶芯为红色。

USB-C 输出口特写。

输出面板下方的圆形区域内印有150W功率标识。

包装内附赠的数据线特写,线材用魔术贴捆扎。

充电器侧面展示,机身厚度适中。

充电器铭牌面丝印有详细的产品信息、二维码以及认证标识。

具体参数如下:

型号:MCFX150A3

输入:100-240V~ 50/60Hz, 2.0A

输出:

USB-C1:5V 3.0A、9V 3.0A、15V 3.0A、20V 5.0A、20V 7.0A、28V 5.0A(140W Max)

USB-C2:5V 3.0A、9V 3.0A、15V 3.0A、20V 5.0A、20V 7.0A、28V 5.0A(140W Max)

USB-C3:5V 3.0A、9V 3.0A、15V 3.0A、20V 3.25A(65W Max)

USB-C1+USB-C2:100W+45W、45W+100W、75W+65W

USB-C1+USB-C3:100W+45W、75W+65W

USB-C2+USB-C3:100W+45W、75W+65W

USB-C1+USB-C2+USB-C3:65W+65W+20W、65W+20W+65W、20W+65W+65W

总功率:150.0W Max

制造商:联想(北京)有限公司

中国制造

该产品通过了3C认证

插脚特写,采用新国标三脚插脚,中间为接地插脚,金属表面经过镀镍处理。

线缆两端特写,USB-C端子上印有240W标识。

将充电器放在成年男性手掌中,大小如图所示,在150W功率段里便携性不错。

产品尺寸重量

使用游标卡尺测得充电器机身宽度约为83.82mm。

测得机身长度约为65.10mm。

测得机身厚度约为32.87mm。

放在电子秤上测得充电器净重约为305.3g。

使用卷尺测得配套线缆长度约为180cm,与常见桌面充电场景相匹配。

使用游标卡尺测得线缆外径约为4.32mm。

放在电子秤上测得数据线重量约为73.5g。

将联想150W充电器与苹果140W充电器放在一起对比,联想这款在接口更多、功率更高的情况下,体积与苹果原装相当,便携性表现不错。

产品快充协议兼容性

使用POWER-Z KM003C测得C1口支持QC3+、PD3.2 140W、AVS、PPS、QC5、DCP以及Apple 2.4A充电协议。

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C1口PDO报文方面,具备5V3A、9V3A、15V3A、20V7A四组固定电压档位,AVS支持9-20V,PPS具备5-11V5A和5-21V5A两组电压档位,此外还支持EPR 28V5A固定档以及15-28V 140W的EPR AVS档位。

相关阅读:POWER-Z KM003C读取PDO报文实操教程

测得C2口支持QC3+、PD3.2 140W、AVS、PPS、QC5等协议,与C1口保持一致。

对应的PDO报文,也与C1口一致。

测得C3口支持QC3+、PD3.0 68W、DCP以及Apple 2.4A充电协议。

C3口PDO报文方面,具备5V3A、9V3A两组固定电压档位,并支持MOTO私有快充协议,具备12V3A、15V3A、20V3.4A电压档位,PPS支持5-11V6.2A和5-20V3.4A。

使用KM003C读取配套线缆的eMarker信息,线缆为被动型数据线,采用Lenovo方案,供电能力50V5A即240W EPR,内置慧能泰HUSB332J eMarker芯片。

下面为笔记本进行充电测试,笔记本型号为Legion Y9000X IAX10,支持20V 12.25A输入。

实测充电功率为19.68V 6.67A约131.2W,成功握手PD3.0快充。

实测为MacBook充电,功率27.66V 4.93A约136.5W,成功握手PD3.1 EPR 140W档位。

换成USB-C2口,持续充电功率维持在135W左右,EPR档位运行稳定。

换成USB-C3口,功率19.77V 3.22A约63.6W,握手PD3.0。

C1、C2双口同用时,两个POWER-Z表头分别显示约58.7W和62.1W。

三口同用时,C1、C2继续保持约58.7W、62.2W输出,C3口为iPhone提供8.6V 2.2A约18.8W充电。

单独为iPhone充电,实测为iPhone充电,功率14.84V 2.53A约37.5W,握手PD3.0。

产品PCBA全貌解析

接下来进入拆解环节,沿外壳接缝将机身拆开,内部PCBA模块由两面纯铜散热片包裹。

插脚端内部特写,AC输入通过导线与PCBA模块连接,变压器等器件缠绕胶带绝缘。

插脚模块背面特写。

PCBA模块正面覆盖一整面纯铜散热片,用于均热散热。

PCBA模块另一面同样被散热片包裹得严严实实。

使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为79.69mm。

测得PCBA模块宽度约为59.67mm。

测得PCBA模块厚度约为28.51mm。

拆下两面散热片,PCBA正面元器件上涂满白色导热胶,兼顾导热与加固。

散热片内侧贴有黑色导热垫。

PCBA模块正面全景,可见变压器、电感、电容等元器件布局紧凑。

PCBA模块正面另一角度。

PCBA模块背面特写。

输入端EMI滤波小板正面设有安规X2电容和电感。

EMI滤波小板正面特写。

主板正面全景,可见PFC升压电感、变压器以及各路滤波电容的整体布局。

三块降压输出小板特写。

三块降压输出设计基本相同,设有降压芯片、协议芯片、降压MOS、VBUS管等。

将PCBA模块上的小板及元器件依次分离,包括主板、三块降压输出小板、EMI滤波小板,以及变压器、电感、电容和整流桥等器件。

产品初级侧电路解析

输入端保险丝来自贝特,出料号936,规格4A 250V,用于输出过流保护。

安规X2电容来自华容,容量0.22μF,用于滤除电网中的高频干扰。

EMI滤波小板上的共模电感特写。

整流桥来自YJ杨杰,型号为GBU810,规格为1000V 8A,,采用GBU封装。

共模电感采用绿色磁芯双线并绕,用于滤除EMI干扰。

滤波电感采用漆包线环形绕制。

PFC+HFB二合一控制器来自英飞凌,丝印XDPS2BF11,为定制型号,内部集成PFC控制器和HFB控制器,负责整机功率变换的核心控制,采用DSO-14封装。

PFC开关管同样来自英飞凌,IGL65R080D2是英飞凌CoolGaN G5系列中的一颗增强型氮化镓功率晶体管,丝印65R080D2,采用PG-TSON-8封装。器件耐压650V,瞬态耐压可到900V,导通电阻最大100mΩ。

一颗PFC二极管为杨杰MUR5AU60,规格为600V 5A。

薄膜电容来自东莞成希,型号MKPH-H,规格0.33μF 450V。

第二颗薄膜电容型号MPB-H,容量1.5μF,同样耐压450V。

第三颗薄膜电容容量1μF,耐压450V,用于高压滤波。

PFC升压电感喷码LX150W-ATQ24,外部包裹黄色胶带绝缘。

高压滤波电解电容来自艾华,规格为450V 100μF。

高压滤波电解电容特写。

为初级芯片供电的滤波电解电容来自艾华,规格100V 33μF。

另一颗艾华电解电容,规格50V 47μF。

HFB半桥开关管来自英飞凌CoolGaN系列,型号为IGI65D1414A,内部集成两颗140mΩ、耐压650V的增强型氮化镓开关管组成半桥功率级,采用QFN封装。

贴片Y电容来自四川特锐祥科技股份有限公司,具有体积小、重量轻等特色,非常适合应用于氮化镓快充这类高密度电源产品中,料号为TMY1470J。

特锐祥贴片Y电容资料信息。

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另一颗特锐祥贴片Y电容,料号TMY1271K。

光耦特写,用于初级与次级之间的反馈通信,调节输出电压。

主变压器特写,喷码LX150W-ATQ2719,缠绕胶带绝缘。

同步整流电路解析

一颗丝印018Q35同步整流芯片。

同步整流管来自平伟,型号为PW038N10ESL,NMOS,耐压100V,导阻3.2mΩ。

两颗固态滤波电容来自柏瑞凯Polycap,规格35V 560μF,用于输出滤波。

输出小板正面特写,设有滤波电容与降压电感等器件。

输出小板另一角度,可见协议芯片、VBUS开关管以及USB-C母座。USB-C1和C2降压输出小板设计基本相同。

同步降压芯片来自南芯科技,型号SC8002。用于将输入降压,输出电压由南芯SC2021A双口协议芯片控制,用于80W快充支持。南芯SC8002支持36V输入电压,支持高精度输出限流,支持双通道独立限流。SC8002可用于车充,多口充电器,USB HUB等应用。

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南芯 SC8002 详细资料。

两颗降压MOS丝印024042。

降压电感特写,规格为4.7μH。

一颗供电控制管来自PINGWEI平伟,型号为PW150P04HL,规格为,PMOS,耐压-40V,导阻10.5mΩ,采用DFN3*3封装。

协议芯片来自慧能泰,型号HUSB362。HUSB362是一款支持PD3.1 EPR且集成32位MCU的高性能PD协议芯片。

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芯片内带有32 KB MTP存储器,支持多个具有可编程电压和电流的PDO,如PPS PDO、EPR PDO,所有的PDO都完全符合USB PD 3.1 V1.8规范。HUSB362已通过了USB-IF协会的PD3.1合规性测试,EPR TID为9692。

HUSB362还实现了可编程的DPDM PHY,D+和D-引脚可以被配置为支持QC2.0、QC3.0、AFC、FCP和Divider 3的模式,为传统设备提供了很好的兼容性。

HUSB362集成N-MOS驱动,可控制VIN和VBUS之间是否导通,从而保护与Type-C连接器连接的设备。另外,其CC1、CC2、D+和D-引脚的高电压容限和保护为系统提供了更多的可靠性。除此之外,针对LPS(限功率电源),HUSB362也作了充分的保护设计。

VBUS管丝印024042。

一颗Polycap柏瑞凯滤波输出电容,规格为35V 330μF。

输出母座采用橙色胶芯。

USB-C1与USB-C2对应的降压输出小板设计基本相同,这里不再赘述。

USB-C3对应的降压芯片同样为南芯科技SC8002。

USB-C3降压MOS来自平伟,丝印为 055N04HSL。

USB-C3降压MOS采用丝印为024042和丝印为055N04HSL的MOS管。

USB-C3降压电感特写,规模同样为4.7μH。

供电切换控制管同样来自PINGWEI平伟,型号为PW150P04HL,规格为,PMOS,耐压-40V,导阻10.5mΩ,采用DFN3*3封装。

USB-C3口的协议芯片同样来自慧能泰,型号HUSB362。

VBUS管采用的是来自平伟,丝印为055N04HSL的MOS管。

一颗Polycap柏瑞凯滤波输出电容,规格为25V 330μF。

全部拆解完毕,来一张全家福。

充电头网总结

最后附上产品的物料清单,方便大家查阅。

充电头网拆解了解到,联想这款150W多口氮化镓适配器采用PFC+HFB两级架构,主控XDPS2BF11、GaN半桥IGI65D1414A和PFC开关管IGL65R080D2均来自英飞凌,是一套经过大厂原装电源验证的成熟方案;输出端由三块小板分担三个USB-C口,南芯SC8002降压加慧能泰HUSB362协议芯片,电容来自艾华、柏瑞凯、特锐祥等一线品牌。整机涂胶加固,双面黄铜散热片配合接地插脚。

对需要同时喂笔记本、平板、手机的桌面用户来说,一个插头替换掉三四个原装适配器,就是它最实在的价值。