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产品拆解 | 绿联 65W GaN 三口快充充电头

2025-09-01 09:54:06 来源:半导体器件应用网 作者:廖正世

在高功率快充已成标配的今天,如何在有限体积内实现更高功率密度、更低成本与更强协议兼容能力,成为PD充电器方案设计中的核心命题。

本文拆解的是一款绿联的 65W GaN 三口输出的电源适配器,其内部采用三块板构成.

整体实现了交流输入整流与滤波、初级开关控制与功率变换、次级侧同步整流、输出电压调节、协议控制与状态指示等功能。

该绿联充电头支持两个USB-C口和一个USB-A口,具备多协议快充能力,系统结构紧凑,器件分布清晰,具有代表性的电路组合值得进一步拆解分析。

绿联65WGaN三口快充充电头介绍

绿联充电头拆解

绿联充电头包装特写。

绿联充电头拆解

绿联充电头包装盒上印有产品参数:

输入: 100-240V~50/60Hz 1.8A Max

USB-C1 输出: 5V/3A 9V/3A 12V/3A 15V/3A 20V/3.25A 65W Max

USB-C2 输出: 5V/3A 9V/3A 12V/2.5A 15V/2A 20V/1.5A 30W Max

USB-A 输出: 5V/3A 9V/3A 12V/1.5A 10V/2.25A 22.5W Max

输出总功率: 65W Max

绿联充电头拆解

将绿联充电头包装盒打开,可得到充电头全貌。

绿联充电头拆解

绿联充电头顶部有三个USB接口(2×USB-C + 1×USB-A)。

绿联充电头拆解

绿联充电头底部为可拆卸插脚设计。

绿联充电头拆解

绿联充电头底部印有3C产品认证等标识。

绿联充电头拆解

移除屏幕保护膜后,绿联充电头会根据工作状态显示不同表情图案。

绿联65WGaN三口快充充电头拆解

绿联充电头拆解

拆卸绿联充电头外壳后,可见内部电路情况。

绿联充电头拆解

绿联充电头内部用灌封胶填满,起到绝缘、导热、抗震等作用。

绿联充电头拆解

将灌封胶去掉后可以看到电路情况。拆解后我们可以发现,不同于传统的单板布局。

绿联充电头内部设计采用了三板垂直插接、焊接组合,极大地提高了空间利用率。

绿联充电头

其中两块板之间有一个黑色塑料片,起到高低压板间的安全绝缘隔离作用。

接下来我们从电流路径出发,分析绿联充电头电路设计以及元器件选型。

反激电路初级侧

绿联充电头

绿联充电头输入端一颗规格为3.15A,250V的保险丝。

绿联充电头

差模电感和X电容,形成差模EMI滤波器,抑制开关电源工作时向电网回传的高频噪声,满足EMC要求。

绿联充电头

绿联充电头整流桥来自慧芯电子,型号为RHBS810,封装为HBS,规格为1000V,8A。

绿联充电头

一颗NTC热敏电阻,用来抑制浪涌电流。

绿联充电头

两颗来自Acon的高压滤波电容,规格为47μF 400V。

绿联充电头

绿联充电头电源主控IC来自南芯,型号为SC3057,封装形式为QFN6*8。

这是一款集成GaN功率管的反激式PWM控制器,具备准谐振控制功能,适用于高频高密度的快充电源设计。

绿联充电头

芯片内置高压启动电路及X电容放电功能,空载时进入打嗝模式,静态功耗低至350μA。SC3057具备自适应频率折返、谷底开关、分段供电等特性,并通过频率扰动与智能驱动优化EMI表现,同时提供全面的过压、过流、短路等保护机制。

SC3057在该电路中负责反激变换的控制功能,驱动内置GaN开关管,实现反激架构的调压与输出控制。

绿联充电头

绿联充电头变压器特写。

反激电路次级侧

绿联充电头

绿联充电头同步整流IC来自南芯,型号为SC3503,封装形式为SOT23-6。

SC3503是一款次级同步整流控制器,内置高速关断比较器和误触发防护机制,适配CCM等复杂工作模式。

该芯片支持宽电压输出应用,兼容高/低侧整流设计,适用于多口快充、USB PD等高性能适配器场景。

SC3503在该电路中负责驱动次级同步整流MOSFET,完成反激架构中次级侧的整流控制功能。

绿联充电头

绿联充电头同步整流MOS来自Wayon(维安),型号为WMB080N10L,封装形式为PDFN-8(5x6)。

这是一颗 100V N沟道功率MOSFET,采用威兆第四代Trench工艺,适用于快充电源等高效率整流应用。

WMB080N10LG4的典型导通电阻为7.8mΩ(Vgs=10V) 10mΩ(Vgs=4.5V),最大连续漏极电流为85A,支持100%单脉冲雪崩测试。

WMB080N10LG4在该电路中与SC3503配合,负责反激变换器次级侧的同步整流动作。

绿联充电头

两颗用于滤波的固态电容,规格分别为220μF 25V和560μF 25V。

绿联充电头

绿联充电头光耦来自亿光,型号为EL1018,封装形式为SOP-4。

EL1018在该电路中负责将输出电压变化以光信号反馈至初级侧。

协议输出电路

绿联充电头

绿联充电头协议主控芯片来自智融科技,型号为SW3537,封装形式为QFN-37(5.5x5.5)。

这是一款高集成度的多快充协议双口充电芯片,支持PD3.0/PPS、QC5、AFC、FCP、SCP等多种主流协议,具备A+C任意口快充输出与双口独立限流能力。芯片内部集成USB Type-C接口逻辑、双芯片动态功率分配引擎以及BC1.2兼容模块,适配不同终端设备的快充需求。

绿联充电头

该芯片适用于多口充电器、车载快充、排插式快充模块等高集成化、多协议、多功率输出场景。其外围电路精简,无需外接MCU即可完成协议识别、功率调配与降压控制,适配30–65W多规格产品。

SW3537在该电路中负责对USB-A与USB-C2两个接口进行快充协议识别与输出电压电流控制,并控制SW3516P协同完成总功率动态分配。

绿联充电头

绿联充电头USB-A和USB-C2的VBUS开关管来自Wayon(维安),型号为WMQ40DN03,封装形式为PDFN-8(3x3)。

WMQ40DN03是一款 30V 双N通道增强型功率MOSFET,采用Trench工艺,适用于DC/DC变换器与功率管理开关等高效率场景。

该器件的典型导通电阻为9mΩ(@VGS=10V)、14mΩ(@VGS=4.5V),最大连续漏极电流为40A,具备低栅极电荷以及100%雪崩测试保障。

在本电路中,WMQ40DN03作为双N通道MOS,负责USB-A与USB-C2口的协议输出路径控制,由SW3537主控芯片驱动,用于实现对这两个接口的VBUS供电管理与多协议调压输出。

绿联充电头

绿联充电头协议控制芯片来自智融科技,型号为SW3516P,封装形式为 QFN-28(4x4)。

这是一款高集成度的多快充协议双口充电芯片,支持PD3.0/PPS、QC、AFC、FCP、SCP、PE、SFCP等多种主流快充协议,具备A+C任意口快充输出与双口独立限流能力。芯片内部集成USB Type-C接口逻辑、协议识别模块以及 CC/CV 模式控制器,最大输出功率支持至 100W(20V@5A)。

绿联充电头

该芯片适用于单口或双口快充电源产品,如USB PD快充适配器、多口充电器、便携储能等。

SW3516P在该电路中负责USB-C1接口的快充协议识别,通过驱动外部BUCK电路实现电压调控,并与SW3537协同完成总功率动态分配管理。

绿联充电头

两颗SWT40N45组成同步降压BUCK电路,由SW3516P控制驱动,负责将主电压轨降压至USB-C1所需输出电压。

绿联充电头

绿联充电头USB-C1的VBUS开关管来自FETek,型号为FKBB3006,封装形式为PRPAK3X3。

FKBB3006是一款30V N沟道功率MOSFET。该芯片的典型导通电阻为5.5mΩ(Vgs=10V),最大持续漏极电流达64A,具备超低栅电荷与良好的dv/dt性能,并通过100%单脉冲雪崩测试。

在本电路中,FKBB3006 作为USB-C1接口的VBUS功率开关MOS,由SW3516P控制,负责输出路径的电压导通与快充通断切换。

LED驱动电路

绿联充电头

一颗型号丝印模糊的芯片,来自辉芒微(FMD)的MCU负责控制LED,封装形式为SOP-10。

以上为绿联充电头全部拆解内容

Big-Bit拆解总结

绿联充电头

这款绿联 65W GaN 三口快充适配器内部采用三块板构成的结构方案,在有限体积中实现了多口输出、高功率密度与协议兼容性的统一。

通过拆解可以看出,这款绿联充电头整体架构采用典型的SSR反激拓扑+协议输出方案,系统功能由交流输入整流滤波、初级功率变换、次级同步整流、协议识别与调压输出等部分构成。

绿联充电头器件布局集中在三块垂直插接的PCB上,结构紧凑且利于散热隔离,具备较强的系统设计针对性。

在初级侧,整流部分通过RHBS810整流桥配合高压滤波电容完成AC转DC处理,主控芯片SC3057集成GaN功率管,结合准谐振控制与频率扰动等功能,负责整机反激架构的高频功率调控;在次级侧,南芯SC3503与维安WMB080构成同步整流组合,提升效率并降低导通损耗,同时通过光耦EL1018完成反馈环路闭环控制。

在协议输出部分,绿联充电头使用SW3537与SW3516P两颗协议主控芯片分别控制USB-A/C2与USB-C1接口,SW3537内部集成协议识别与功率调配逻辑,通过WMQ40DN03控制USB-A/C2 VBUS通断;SW3516P则通过驱动SWT40组成的BUCK电路实现C1口的调压控制,并以FKBB3006作为VBUS MOS,完成快充的精确开关。

此外,一颗来自FMD的MCU通过SOP-10封装独立控制LED表情灯状态,形成整机辅助人机交互功能。

绿联充电头整体方案在协议兼容性、电路分工与器件协同等方面体现出系统化设计思路,充分利用高集成控制芯片与功率器件协作,达成在有限体积内实现三口高功率输出的目标。

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