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ASEMI肖特基整流桥在低压大电流快充技术SuperCharger中的应用

文章出处:鼎芯实业(深圳)有限公司文章编辑:王东人气:-发表时间:2018-04-19 00:00:00【
摘要 : ASEMI肖特基整流桥在低压大电流快充技术SuperCharger中的应用


华为推出的新型号Mate9搭载了低压大电流快充SuperCharger,所使用的电源适配器型号为 HW-050450C00,支持5V 4A和4.5V 5A两个输出规格,总功率达到了22.5W。市场上目前使用低压充电工艺的有一加、OPPO、华为,比较神秘的只有华为了,接下来通过拆解测试见分晓。





华为Mate9充电器采用白色外壳,国标插脚。插脚这面是参数,插脚不可折叠。单个USB输出口,长方形,中间有个凹槽,方便插拔,类似与Mate8充电器的设计。




将OPPO VOOC闪充, 乐视PD充电器,华为SuperCharger充电器,华为FCP QC2.0充电器,魅族UP1220充电器,紫米QC快充几款充电器对比:从几个手机大厂的新型充电电源体积来看,从左至右依次为:OPPO、乐视、华为、华为、魅族、紫米,体积由大到小。




在手机新型充电设计中,更加重视对效率的要求,表现在元器件的参数数值上,就是恢复时间(Trr)。像华为小米的手机充电,就是用低压降肖特基与整流桥或者快恢复二极管与整流桥搭配使用的。下面就对华为手机充电器进行拆解分析:拆机和以前的华为充电插头一样,撬开上盖可以看到充电器的内部构造。华为充电器近乎无损开壳,取出PCB,抽出来,我们看到电路板上覆盖了金属片用来导热。





两层PCB板子,元件密密麻麻。为了输出5A大电流,USB母座接口电流传输的两个弹性金属片均做了加宽处理。





双层电路板结构,推断是一层低压输出,另外一层高压输入。




整流桥3A,耐压1000V,右上角是光耦,左下角是初级PWM控制芯片。


拿起保护塑料板,低压侧两颗固态电容,这里为了节省空间,PCB被镂空,降低总体高度。拿去保护盖板,可以清楚的看到两颗固态电容为大电流输出提供稳定的滤波。





一颗单片机,还有5毫欧1206封装的取样电阻,还有一颗AO的MOS管,这里推测MOS管是在发生短路,过热等情况下关闭输出,提高安全系数。两层电路板采用焊接连接在一起,这里可以看到沉板的固态电容,减少了大概1/4的厚度。焊开连接脚,继续开拆。


首先看高压侧,慢熔保险丝、过压保护电阻、浪涌抑制一应俱全,灰色的盒子是x电容,USB座子右侧是两个Y电容。





慢熔保险丝,过压保护电阻、浪涌抑制一应俱全,灰色的盒子是X电容,USB座子右侧是两个Y电容。





此处是单片机和负责保护的小MOS管,单片机附近有NTC热敏电阻来检测充电器温度。





华为的SuperCharger充电设计就是存储在这颗单片机里面,可以说是这个充电器的大脑。




这里是初级电路,包含有变压器、两个电解电容和共模电感。

 




这个黑色的塑料罩,在两层PCB中间起到固定的作用,同时为元器件之间提供了耐温保护。




元件表面。


拿掉左下角的导热胶,下面是同步整流,拆到这里才发现这个电源是同步整流的,毕竟大电流小体积,只有同步整流的效率才能做到。拿掉导热胶,20A的肖特基并联提供同步整流,肖特基用来提高了效率。




内部结构原理结构学习结束,恢复之后,从外观来看根本分辨不出被撬动打开过。




 

华为SuperCharger充电器体积算是比较大的,那么其输出能力如何?先进行步进测试。




在5V2A普通模式下,充电器的空载输出为5.22V,其电压电流为5.3V2.1A。5V4A限于测试工具有限暂不测试。接下来测试对各品牌主流手机的兼容性如何。




以上数款手机均无法进行充电,甚至自家的荣耀8和Mate8也无法触发FCP快充设计,可见仅支持SuperCharger。








从对移动电源的兼容性来看,华为Mate9充电器只能以5V2A充电。那么SuperCharger到底快在哪里?我们分别使用5V2A充电器、FCP快充充电器、华为Mate9充电器对华为Mate9进行关机熄屏状态下进行充电测试,结果有点意外。


深蓝色代表5V2A充电、草绿色代表FCP充电、淡蓝色代表SuperCharger充电,从图中可以看出三种充电模式的功率max分别为:10.4W、16.86W、23.78W。5V2A充电模式功率最为稳定,FCP模式次之,SuperCharger模式功率变化幅度大,功率维持20W以上不到半个小时





深蓝色代表5V2A充电、草绿色代表FCP充电、淡蓝色代表SuperCharger充电,从充电百分比变化曲线可以看出,三种模式前60分钟充电效果比较好得是SuperCharger模式,FCP次之,5V普通模式最慢。FCP和SCP模式在1小时02分充入电量交汇、之后反超,5V2A曲线斜率变化稳定。三种模式充电耗费时长分别为3小时20分、2小时09分、2小时09分,也就是FCP和SuperCharger在充电时间上差别不大、比普通的5V2A快上一个小时。采用SuperCharge工艺生产的意义在于,前一个小时比其他能够更快的将你的手机充至80%以上。


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