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全网首拆:亚成微 18W 自供电双绕组快充参考设计

 jc_ipec 2019-09-14

在快充配件产品供大于求的市场环境下,价格便成为了很多产品的竞争力之一。在保证性能的前提下,厂商对产品成本把控就越来越严格,特别是在小功率充电器中,成本精细化程度可以说是分毫必究。这时就只能通过技术创新、提升工艺来满足成本要求。

作为一家芯片公司,亚成微电子早在去年的 2018(冬季)中国 USB PD 快充产业高峰论坛上,就提出了芯片级的解决方案,并推出了采用自供电双 绕组创新技术(VCC 自供电技术、无需 VCC 辅助绕组及其相关整流电路)的 PWM 电源芯片 RM671x 系列。

如今亚成微 RM671x 系列芯片已经进入量产阶段,并配套开发了一系列快充参考设计。充电头网目前已经拿到了亚成微 18W QC3.0 快充充电器参开设计,下面就为大家带来这款产品的详细介绍。

一、亚成微 QC3.0 快充参考设计外观

充电器采用黑色 PC 材质外壳,搭配欧规插脚。由于这款充电器为参考设计,所以机身上未丝印产品参数信息。

机身主体圆润,输出 USB-A 接口居中设计,搭配蓝色胶芯;输出面采用点阵修饰,边缘使用高光圆角处理。

因为充电器搭配的是欧规插脚,所以整体比苹果 18W 充电器稍微长一点。

充电器净重约为 46g。

使用 ChargerLAB POWER-Z KT001 检测充电器的输出协议,显示支持 APPLE 2.4A、USB DCP、QC2.0、QC3.0、AFC、FCP 等协议。

使用这款充电器给华为 Mate 20 Pro 充电,电压 9.04V,电流 1.53A,充电功率约为 13.84W,支持快充。

给小米 9 手机充电,显示充电电压 8.64V,电流 1.85A,充电功率约为 16W,支持快充。

继续给三星 S10+ 充电时,显示电压 9.04V,电流 1.6A,充电功率 14.48W,支持快充。

二、亚成微 QC3.0 快充充电器参考设计拆解

打开充电器外壳,取出内部 PCBA 模块。

PCBA 模块正面靠近输出接口的位置印有 REACTOR 的 logo。

PCBA 模块输入端采用两根弹片与 AC 插脚接触取电,居中设置了一颗延时保险丝。输入滤波采用的两颗 400V 15 μ F 的铝电解电容,因 PWM 芯片供电电容靠近 AC 金属弹片,所以二者之间 PCB 板采用镂空处理,并增加了绝缘档板设计。

输入端保险丝 3.15A 250V。

从侧面来看,两颗电解电容之间设有一个工字电感,初次级之间为输出抗干扰 Y 电容。

输出抗干扰 Y 电容。

输出端 USB-A 母座立式安装,旁边设有一颗固态电容,用于输出滤波。变压器旁边 PCB 板采用镂空处理,并同样增设塑料档板,加强初、次级之间的绝缘。

输出端滤波电容规格 16V 820 μ F。

PCBA 背面控制电路给人的第一感觉便是设计非常简洁,贴片元器件很少。可以看到,整块 PCB 板除了输入端整流桥和初次级之间的光耦反馈元件之外,仅有三颗控制芯片和极简的外围。比如,我们可以看到,初级主控芯片外围仅有 8 颗阻容元器件。

与常规 18W 快充方案相比,亚成微 18W 快充方案参考设计的简洁程度一目了然,PCB 板的尺寸也更加小巧,更适合小体积充电器的开发。

初级 PWM 主控芯片采用亚成微 RM6715S,这是一种自供电双绕组离线式开关电源管理芯片,内置高压 MOSFET 及电流模式 PWM+PFM 控制器, 满足六级能效标准。同时,RM6715S 内置高压启动电阻,专利技术为 VCC 供电,无需外部辅助绕组,节约设计成本。

亚成微 RM6715S 芯片内置多种工作模式,在轻载情况下,芯片进入 Burst mode 模式,消除变压器的音频噪音,提高转换效率;在待机模式下,电路进入打嗝模式,有效降低电路的待机功耗。内部集成斜坡补偿模块,有利于 CCM 模式下系统闭环反馈回路的稳定性,减小了输出纹波电压。

此外,芯片内部还集成多种异常状态保护功能,在电路发生异常时,芯片进入保护状态并自动重启检测, 异常解除,恢复正常输出。

次级同步整流芯片同样来自亚成微电子,型号 RM3403SH。该芯片内部集成同步整流 MOS 管,集成度同样很高,并支持 DCM、CRCM、CCM 和准谐振等多种工作模式。

亚成微 RM3403SH 规格资料。

丝印 FT45VN 的六角芯片为天钰 FP6601Q,在 QC3.0 快充充电器中能见度很高。

输入端整流桥。

横跨在初级和次级之间的 EL 亿光光耦。

充电器全部拆解完毕。

充电头网拆解总结

亚成微电子这款 18W QC3.0 参考设计的最大特点就在于电路精简。可以看到,整块 PCB 板背面的控制电路部分设计非常简单。这主要体现在初级部分,PWM 主控芯片 RM6715S 不仅内置 MOS,还采用了亚成微电子专利的 VCC 自供电技术,成功省去了主控芯片外围 VCC 辅助绕组及其相关整流电路。在 18W 快充产品的设计中,简化了 PCB 板 layout 难度,使产品易于量产,同时也降低产品开发成本和 BOM 成本,让产品更具性价比。

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新一代快充 PWM 控制技术—— Self-powered to Eliminate Auxiliary Winding

2018(冬季)中国 USB PD 快充产业高峰论坛 PPT 下载:亚成微电子

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