拆解报告：小米GaN充电器Type-C 65W
---- 充电头网拆解报告 第1114篇 -----
2020年2月13日，小米通过线上直播的形式，面向百万观众，正式发布了小米10Pro系列手机以及部分配件产品。其中，小米65W氮化镓充电器成为本次发布会的一大重要亮点。
据小米首席执行官雷军介绍，该款充电器具有小巧、高效、发热低等特点，并且支持小米10Pro超级快充，对一块4500mAh的超大电池从0%充电至100%仅需45分钟，小米就此也成为了第一家将氮化镓USB PD快充单独零售的品牌手机企业，并且149元的零售价更是创下行业新低，引发业内人士高度关注。
充电头网在第一时间便采购了这款充电器，并对其进行了详细的评测。而小米65W氮化镓充电器的内部用料怎么样也一直都是用户关注的重点，接下来充电头网就通过产品的详细拆解为大家揭晓。
一、小米GaN充电器Type-C 65W外观
小米65W氮化镓PD快充充电器采用白色外包装盒，正面居中印有充电器的外观图片，右上角为橙色的小米logo，产品名称：小米GaN充电器Type-C；右下角印着65W的字样。
天地盖包装盒，内部采用纸质内衬固定充电器，保护到位。整套包装看起来也很精致。
自带一根USB-C to USB-C数据线，可用于USB-C接口的笔记本电脑、手机等设备充电。
包装盒内物品一览，包含充电器、数据线、使用说明书。
标配的这根线材长度为1米，通过ChargerLAB POWER-Z KM001C测试仪读取线材E-Marker信息，线材支持20V 5A电流传输能力，也就是常说的100W 5A E-marker线材。数据传输方面，支持USB2.0传输速率。
小米65W氮化镓PD快充充电器采用为白色PC材质，表面为钢琴烤漆处理工艺，非常光滑。考虑到外观完整性，充电器在出厂时采用保护膜包裹。充电器机身侧面为圆弧过渡，并丝印着“XIAOMI 65W”字样。充电器输入端为固定式插脚，输出端为单USB-C口。
这款充电器的横截面积比一元硬币稍大，体积小巧，可以轻松单手握持，非常便携。
输出端USB-C接口采用白色胶芯，每一个侧面设有8根触点。
充电器插脚侧印着产品的品牌参数，型号：AD65G，输入：100-240V~ 50/60Hz 1.7A，输出：5V/3A、9V/3A、10V/5A、12V/3A、15V/3A、20V/3.25A，65W MAX，已经通过了CCC认证。制造商：南京酷科电子科技有限公司；监制：江苏紫米电子技术有限公司；生产厂：东莞市福瑞康控股有限公司。
充电头网了解到，由福瑞康生产的产品还有小米65W USB PD快充充电器AD651、紫米65W USB PD快充六位延长线插线板CXP01。
三款充电器体积对比，从左到右依次是小米65W氮化镓PD快充充电器AD65G、小米65W PD充电器AD651以及小米45W PD快充充电器CDQ02ZM。通过与小米自家另外两款充电器的体积和功率的对比，可以很明显的感受到氮化镓快充的优势。
经过实测，充电器宽度约为31mm。
厚度同样约为31mm。
充电器长度约为56.2mm。
经过称重测量，小米65W氮化镓快充充电器的重量约为82g。
很多网友质疑长条状的充电器在用于墙插使用时容易掉。其实不然，因为小米这款充电器的体积和重量都比较小，插脚侧也有足够的支撑面，可以适应墙插等使用场景。
在用于排插时，就更不用担心充电器的体积过大而占用旁边的孔位了，余量相当充足。
使用ChargerLAB POWER-Z KM001C检测充电器输出协议，显示支持BC1.2、Apple2.4A、AFC、FCP等协议。
通过诱骗可以看到它还支持QC3.0 ClassB，最大电压为20V。
使用ChargerLAB POWER-Z KM001C继续检测充电器的PDO报文，显示支持5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/3.25A五档固定电压档位，以及5-11V/3A、5-20V/3.2A两档PPS电压档位。
二、小米GaN充电器Type-C 65W拆解
首先从输出端打开充电器外壳，可以看到两块PCB板呈L形布置。
打开外壳之后，内部PCBA模块无法直接取出，只能动用切割机继续将外壳切开。
取出内部PCBA模块之后，可见外围使用大面积的铜片包裹，输入端使用塑料骨架支撑绝缘。
从输出端看，在两块PCB板之间卧置了一颗较大体积的初级滤波电容，外围使用马拉胶带包裹，并在顶部还套有橡胶绝缘套。
拆除PCBA模块外围的铜片，铜片内侧贴有绝缘塑料板和马拉胶带，并在在芯片对应的位置增设导热垫。
小米65W氮化镓充电器采用的是平面变压器，外侧包裹着铜箔屏蔽层。平面变压器所在的PCB板上还设有一颗同步整流芯片和同步整流MOS管，并使用硅胶和小块导热垫增强导热性能。
初级滤波电解电容和变压器之间通过注胶固定，电解电容与两款PCB板之间均留有空隙。
继续拆下输入端的塑料骨架，可见输入端还有两款小PCB板。
输入端的两块小PCB板上分别设置了安规电容、共模电感和整流桥等；变压器铜箔上丝印TEC25001字样。
充电器在装配时，变压器两侧均设有一块小体积导热垫。
PCBA模块的电源输入通过底部主PCB上的两个沉金触点实现。
拆下输入滤波电解电容，其中一根引脚套着绝缘橡胶套，底部的PCB板上贴有橡胶垫。
去掉绝缘马拉胶带，电解电容的规格为400V 100μF。
电解电容品牌为AiSHi艾华，耐温105℃。
另一颗小体积的输入滤波电解电容同样来自艾华，规格为400V 18μF。
输入端PCB板上设有安规X电容和延时保险丝，其中延时保险丝规格为3.15A 250V。
充电器的输出端采用两颗整流桥，均摊发热。
主PCB板一览，右侧为初级侧，左侧为次级侧，初级和次级之间设有一颗亿光EL1018光耦，用于输出电压反馈。同时还采用了四颗贴片式Y电容，用于输出抗干扰。
初级侧两颗氮化镓功率芯片来自纳微半导体，型号分别为NV6115和NV6117，这也是整个产品的核心元器件。据了解，NV6115和NV6117内置驱动器以及复杂的逻辑控制电路，170mΩ导阻和120mΩ导阻，耐压650V，支持2MHz开关频率，采用5*6mm QFN封装，节省面积。
纳微半导体 NV6115 详细资料。
纳微半导体 NV6117详细资料。
充电头网拆解了解到，采用纳微GaNFast功率芯片此前已被Anker PowerCore Fusion PD超极充、RAVPower 45W GaN PD充电器、倍思65W氮化镓充电器、ROxANNE 66W氮化镓USB PD双口快充充电器等产品采用，获得市场高度认可。
在两颗氮化镓功率芯片旁边是一颗安森美的控制器NCP51530B。
安森美NCP51530是一款700V高压侧和低压侧驱动器，具有3.5A电源和3A汇极电流驱动能力，适用于交直流电源和逆变器。NCP51530在高频工作时提供最佳的传输延迟、低静态电流和低开关电流，该芯片专为高频工作的高效电源而设计，具有NCP51530A/B两个版本，NCP51530A具有典型的60 ns传播延迟，而NCP51530B具有典型的25 ns传播延迟。NCP51530采用SOIC8和DFN10封装。
亿光EL1018光耦，用于输出电压反馈。
USB-C接口背面设有一颗VBUS开关，采用东芝TPCC8104 PMOS管。
东芝TPCC8104 详细资料。
主PCB板背面靠接USB-C接口处设有一颗协议芯片，初级侧为一颗主控芯片。
USB PD快充协议芯片采用赛普拉斯CYPD3174，该芯片支持PD3.0包括PPS协议，支持QC4.0，苹果2.4A等其他快充协议；内置多重全面的保护功能，内置32位 M0处理器，集成振荡器且无需外部时钟。
赛普拉斯 CYPD3174 详细资料。
据充电头网了解，赛普拉斯是苹果原装快充配件的芯片供应商之一，其芯片已被苹果18W、30W、61W、87W、96W等充电器采用，此外ZMI紫米65W USB PD三口快充充电器、ANKER 60W氮化镓双USB-C口充电器、华为P30无线充电保护壳、小米30W立式风冷无线充电器等多款产品采用。
来自TI德州仪器的UCC28780初级控制器，其工作频率可达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。
TI UCC28780详细资料。
在协议芯片旁边还有一颗丝印D8B的LDO。
在侧面的变压器PCB板左侧，设有同步整流控制器、同步整流MOS管以及一颗贴片电容。通过PCB板上“Design by Cukteck”字样得知，小米65W氮化镓USB PD快充充电器由酷科研发，可见酷科在GaN氮化镓充电器研发方面有很深的造诣。
同步整流控制采用MPS芯源半导体MP6908。
MP6908详细规格参数。
充电头网了解到，采用MPS快充芯片的产品还有ANKER PowerPort 5口USB PD充电器、惠普65W USB PD电源适配器、小米9 Pro原装45W快充充电器、紫米65W 2C1A桌面PD快充充电器、联想65W USB PD电源适配器等，有兴趣的朋友可以点击蓝色字体了解。
次级同步整流MOS管采用英飞凌 BSC0805LS，100V耐压，导阻7mΩ。
英飞凌 BSC0805LS 详细资料。
平面变压器宽度约为18mm。
长度约为25.4mm。
厚度约为9.9mm。
变压器后面是两颗基美（kemet）钽聚合物电容，用于输出滤波，100μF25V，两颗并联，该电容在苹果87W USB PD充电器中也有使用。
充电器全部拆解完毕。
充电头网拆解总结
小米这款65W充电器在使用了氮化镓功率器件后，突破技术壁垒，将体积浓缩到30.8×30.8×56.3mm内，不仅产品功率密度高达1.21W/cm³，同时也将充电器的重量控制在82g，真正做到了大功率、小体积、轻巧便携。
经过充电头网实测，小米65W氮化镓充电器拥有5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/3.25A五个固定电压档，以及支持5-11V3A / 5-20V3.2A两个PPS电压档；同时还可兼容APPLE2.4A、三星AFC、华为FCP、QC3.0等，支持协议广泛，可兼容市面上大部分手机、笔记本电脑以及移动电源等产品。
充电头网通过拆解了解到，小米65W氮化镓充电器之所以能够实现功率密度的突破，主要得益于内置了纳微半导体的GaNFast氮化镓功率芯片NV6115和NV6117，搭配安森美NCP51530和TI UCC28780实现高频开关，从而让变压器的体积大幅缩减。同时这款充电器输出滤波采用的是贴片电容，让体积得到进一步压缩。兼容性方面则选用赛普拉斯的解决方案，CYPD3174性能没的说，除了常规协议之外，还可对小米10 Pro实现50W快充。
散热方面，充电器内部的功率器件及变压器部分均增加导热垫设计，整个PCBA模块外围使用铜板包裹，起到均匀散热的作用。整个产品用料扎实，做工精细，堪称充电器中的精品。
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