森国科第五代TMPS碳化硅二极管KS06065D应用于讯天宏100W 3C1A氮化镓充电器设计

经专业拆解机构——充电头网的拆解报告显示：东莞市讯天宏智能科技推出的一款氮化镓充电器的PFC升压整流管采用了森国科第五代TMPS碳化硅二极管：型号为KS06065D，耐压650V，正向电流6A，最高工作温度175℃，采用PDFN5*6封装。

经过性能测试和市场验证，森国科多款碳化硅二极管产品型号可用于PD快充电源，以下选型仅供参考

深圳市森国科科技股份有限公司是一家专业从事碳化硅（SiC）功率器件设计及销售的国家高新科技企业,总部设在深圳。现主营的第五代650V和1200V SiC二极管系列、1200V SiC MOSFET产品已实现了量产，合作的客户涉及了新能源汽车、光伏逆变器、储能逆变器、矿机电源、通信设备电源、5G微基站电源、服务器电源、工业电源、快充电源、轨道交通电源、充电桩电源模块等多个大型领域。

森国科合作最密切的供应商是全球公认的特色工艺第一名的X-FAB，我们的产品在封装工艺上取得了重大突破，完成了从SMA到TO-247全系列的产品封装布局，推出了最低漏电流、最小封装、最低Vf的各系列SiC器件，可满足客户的多样化需求。

前言

充电头网拿到了东莞市讯天宏智能科技推出的一款氮化镓充电器，这款充电器为折叠插脚，便于携带与收纳。充电器配备3个USB-C接口，USB-C1和USB-C2均支持100W快充输出，USB-C3和USB-A口支持22.5W快充，还支持功率自动分配，能够满足笔记本电脑与手机的同时快充需求。下面就带来这款氮化镓充电器的拆解，一起看看内部的做工和用料。

讯天宏100W氮化镓充电器外观

充电器为长方体造型，采用经典白色配色塑料外壳，腰身亮面处理，边缘过渡圆润。

机身一侧印有100W GaN字样。

背面印有产品详细参数信息。

充电器参数特写

型号：P050

输入：AC 100-240V~50/60Hz 2.3A Max

输出：

Type-C1/2：5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A（100W Max）

Type-C3：5V3A、9V2.5A、12V1.88A（22.5W Max）

USB-A：5V4.5A、9V2A、12V1.5A（22.5W Max）

PPS：3.3-21V3A、3.3-21V2.1A、3.3-11V2.75A、3.3-11V2

Type-C1+Type-C2：65W+30W

Type-C1+Type-C3：65W+22.5W

Type-C1+USB-A：65W+22.5W

Type-C2+Type-C3：65W+22.5W

Type-C2+USB-A：65W+22.5W

Type-C3+USB-A：22.5W

Type-C1+Type-C2+Type-C3：45W+30W+22.5W

Type-C1+Type-C2+USB-A：45W+30W+22.5W

Type-C2+(Type-C3+USB-A)：65W+22.5W

Type-C1+Type-C2+(Type-C3+USB-A)：45W+30W+22.5W

总输出：100W Max

制造商：东莞市讯天宏智能科技有限公司

充电器通过了CE认证

充电器配备可折叠国标插脚。

输出端配备3C1A四个USB接口，接口旁印有标序，方便区别使用。

实测充电器机身长度为81.7mm。

宽度为61.58mm。

厚度为29.44mm。

和苹果96W充电器对比，体积更小一些。

充电器拿在手上的大小直观感受。

另外测得充电器净重约为222g。

使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得USB-C1口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0/5、SFCP、PD3.0、PPS、DCP、SAM 2A、Apple 2A充电协议。

PDO报文显示USB-C1口还具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五组固定电压档位，以及3.3-21V3A一组PPS电压档位。

测得USB-C2口兼容协议和USB-C1口的一样。

此外PDO报文也完全相同，USB-C1口和USB-C2口支持功率盲插。

测得USB-C3口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0/4+、SFCP、PD3.0、PPS、DCP、SAM 2A、Apple 2A充电协议。

PDO报文显示USB-C3口具备5V3A、9V2.56A、12V1.92A三组固定电压档位，以及3.3-5.9V3A、3.3-11V2A两组PPS电压档位。

最后测得USB-A口支持FCP、SCP、AFC、QC3.0、SFCP、DCP、SAM 2A、Apple 2A充电协议。

讯天宏100W氮化镓充电器拆解

看完了这款充电器的外观和测试，下面就进行拆解，看看内部的设计和用料。

首先沿壳体接缝撬开充电器外壳，折叠插脚通过导线焊接连接到PCBA模块供电。

导线焊接连接到垂直小板上。

从壳体内部取出PCBA模块。

PCBA模块正面覆盖铜片散热。

背面也粘贴导热垫加强散热。

使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为72mmm。

PCBA模块宽度约为58.2mm。

PCBA模块厚度约为26.2mm。

散热片通过焊接连接固定，与PCBA模块之间通过焊接连接固定。

拆下PCBA模块正面的散热片，元器件之间涂有导热胶，增强散热性能。

输入端NTC浪涌抑制电阻外套热缩管绝缘，并焊接导线连接。

NTC浪涌抑制电阻丝印2.5D-11，用于抑制冲击电流。

PCBA模块正面一览，右上角小板焊接保险丝，安规X2电容和整流桥，下方焊接共模电感，薄膜电容和滤波电感，向下依次焊接PFC升压电感，PFC开关管小板，LLC变压器。LLC变压器右侧焊接高压滤波电容，谐振电容和谐振电感，左侧焊接同步整流小板和降压输出小板。

PCBA模块背面焊接一颗PFC+LLC二合一控制器，右侧焊接两颗贴片Y电容和反馈光耦。

通过对PCBA模块正反面的观察发现，讯天宏这款100W氮化镓充电器采用PFC+LLC+SR开关电源架构设计，PFC进行功率因数校正，LLC电源输出固定电压。输出通过三路独立的降压电路，实现四个接口的独立快充。下面我们就从输入端开始了解整个充电器的设计和用料。

PCBA模块侧面焊接保险丝和整流桥小板。

小板正面焊接一颗保险丝。

背面焊接两颗整流桥。

输入端延时保险丝规格为3.15A 250V。

安规X2电容来自KWOKTRAN国灿电子，规格为0.33μF。

共模电感采用漆包线和绝缘线绕制。

另一颗共模电感采用扁铜线绕制，底部焊接绝缘支架。

侧面焊接整流桥小板，滤波电感和降压小板。

两颗整流桥来自深圳市沃尔德实业有限公司，型号WRLSB80M，这款软桥通过较软的恢复曲线，比较平滑的关断特性，可以降低二极管结电容达到非常少的谐波振荡产生的效果。选用的LSB封装，拥有良好的散热特性，帮助中大瓦数适配器提升可靠性，单颗可做60W+。

沃尔德 WRLSB80M 资料信息。

充电头网拆解了解到，沃尔德的软桥还被摩米士100W 2A2C氮化镓快充、努比亚1A1C 45W氘锋氮化镓快速充电器、公牛65W PD快充插座、麦多多2C1A 65W氮化镓充电器、鸿达顺65W 氮化镓充电器、OPPO 50W饼干氮化镓快充、ROCK 65W氮化镓充电器等多款快充产品采用，产品性能获得客户一致认可。

滤波电感采用磁环绕制。

薄膜电容为CBB21系列，规格为1μF 450V。

充电器初级PWM主控芯片采用NXP恩智浦TEA2016AAT，一颗芯片内置LLC控制器和PFC控制器，内置数字架构控制，简化了设计的同时减少外围元件数量，芯片内置多重完善的保护功能，集成度非常高。

为主控芯片供电的滤波电容规格为33μF 50V。

PFC开关管和PFC整流管焊接在单独的小板上。

小板背面没有元件，大面积敷铜过孔增强散热。

PFC开关管来自英诺赛科，型号INN650D02，额定耐压为650V，峰值耐压750V，导阻低至0.2Ω，符合JEDEC标准的工业应用要求，支持ESD保护，支持开尔文源极。最高工作温度150℃。

INN650D02 “InnoGaN”开关管高频特性好，且导通电阻小，适合高频高效的开关电源应用，采用DFN8*8封装，具备超低热阻，散热性能好，适合高功率密度的开关电源应用。

值得一提的是，INN650D02 “InnoGaN”开关管基于业界领先的8英寸生产加工工艺，是目前市面上最先量产的先进制程氮化镓功率器件，这项技术的大规模商用将推动氮化镓快充的快速普及。

英诺赛科 INN650D02 详细资料。

充电头网拆解了解到，英诺赛科氮化镓芯片目前已被三星，OPPO，VIVO，联想，雅迪，LG，华硕，安克，努比亚，倍思，绿联，闪极等多家知名品牌和厂商所采用，出货量突破3亿颗。

PFC整流管来自森国科，是一颗碳化硅二极管，型号KS06065-D，规格为650V 6A，采用PDFN5*6封装。

两颗MLCC电容用于输出滤波。

68mΩ电阻用于检测PFC开关管电流。

PFC升压电感采用ATQ24磁芯绕制。

高压滤波电容为ZTC品牌，三颗规格为27μF 450V。

另一颗规格为15μF 450V，滤波电容总容量为96μF。

另一侧焊接输出滤波电容，同步整流小板，变压器和LLC开关管小板。

小板正面焊接两颗氮化镓开关管和滤波电容等元件。

背面大面积铜箔加强散热。

两颗LLC开关管来自英诺赛科，型号为INN650DA260A，这是一颗高性价比、耐压650V的氮化镓高压单管，瞬态耐压750V，得益于工艺改进，性能有明显的提升，适用于65-120W的反激架构，120-200W的LLC架构。

INN650DA260A支持超高开关频率，无反向恢复电荷，具有极低的栅极电荷和输出电荷，符合JEDEC标准的工业应用要求，内置ESD保护，符合RoHS、无铅、欧盟REACH法规，采用DFN5*6封装。

英诺赛科 INN650DA260A 资料信息。

LLC谐振电容规格为0.033μF 630V。

谐振电感采用ED1512磁芯绕制。

LLC变压器采用ATQ2516磁芯绕制，缠绕胶带绝缘。

两颗贴片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TMY1102M。

特锐祥专注于被动元器件的研发、生产及销售，注册资本1亿元。旗下有自主电容品牌两类：SMD TRX及DIP TY电容器，TRX将致力于陶瓷材料的研究，以拓展更多品类的应用，为客户提供更多的解决方案。

充电头网了解到，特锐祥贴片Y电容除了被麦多多100W氮化镓、OPPO 65W超级闪充氮化镓充电器、联想90W氮化镓快充、努比亚65W氮化镓充电器、倍思120W氮化镓+碳化硅PD快充充电器等数十款大功率充电器使用外，还应用于海陆通、第一卫、贝尔金等品牌20W迷你快充上，性能获得客户一致认可。

亿光 EL1019光耦用于输出电压反馈。

变压器输出线焊接连接到同步整流小板。

同步整流控制器来自NXP恩智浦，型号为TEA1995，其内置两个独立的同步整流驱动器用于LLC架构开关电源的同步整流，外围元件精简，支持38V工作电压，能够满足USB PD3.1的28V输出。

两颗同步整流管来自冠禹，型号KS6205NAT，NMOS，耐压60V，导阻3mΩ，采用PDFN5060封装。

输出侧焊接降压小板和固态滤波电容。

两颗输出滤波电容来自云星，规格为560μF 25V。

小板正面焊接USB-C接口，USB-A接口以及对应的滤波电容。

小板背面焊接降压控制器和降压电感。

取下小板背面焊接的降压电感，在降压电感下面焊接降压主控芯片和降压开关管。

用于USB-C1口的降压芯片来自智融科技，型号SW3516P，是一款高集成度的多快充协议双口充电芯片，支持A+C口任意口快充输出，支持双口独立限流，参数和规格均与智融SW3516H相同。

SW3516P集成了5A 高效率同步降压变换器。支持PPS/PD/QC/AFC/FCP/SCP/PE/SFCP等多种快充协议，最大输出PD 100W，CC/CV模式，以及双口管理逻辑。外围只需少量的器件，即可组成完整的高性能多快充协议双口充电解决方案。

智融 SW3516P 详细资料。

充电头网拆解了解到，智融SW3516P已被绿联300W 4C1A五口PD氮化镓快充充电器、高能侠1200W便携式户外电源、魅族PANDAER 67W 2C1A氮化镓变速箱潮充等多款产品采用，此外智融的快充芯片还可用于USB PD快充移动电源、快充车充等领域。

USB-C2口也使用智融 SW3516P 降压主控芯片。

USB-C3和USB-A口使用智融SW3516P 降压主控芯片。

搭配使用的降压开关管来自砹德曼，型号AD40N50D3，NMOS，耐压40V，导阻4.5mΩ，采用PDFN3030封装。

降压电感采用磁环绕制，外套热缩管绝缘。

在USB-C母座间隔的空间内部焊接VBUS开关管，MCU和输出滤波电容。

用于输出功率自动分配的MCU来自芯海科技，型号CSU32P10，是一颗内置12位ADC的8位MCU，内部集成振荡器，支持2.4~5.5V工作电压，采用MSOP10封装。

芯海科技 CSU32P10 资料信息。

充电头网拆解了解到，芯海 CSU32P10 此前还被倍思67W 2C1A+HDMI多功能氮化镓桌面充、摩米士40W双USB-C快充充电器、闪极100W 3C1A氮化镓充电器等产品采用。

用于各个接口的VBUS开关管型号与降压开关管型号相同。

USB-C母座采用过孔焊接固定，橙色胶芯不露铜。

USB-A母座采用绿色胶芯。

全部拆解一览，来张全家福。

充电头网拆解总结

讯天宏这款100W氮化镓充电器采用白色外壳，折叠插脚，美观实用。充电器具备3C1A接口配置，其中USB-C1和USB-C2均支持100W快充输出，满足笔记本电脑快充和手机快充需求，并且支持功率自动分配，快充协议支持全面，能够同时满足多个设备的充电需求。

充电头网通过拆解了解到，讯天宏这款氮化镓充电器采用多块小板组合焊接而成，PCBA模块正面覆盖黄铜散热片，背面粘贴导热垫加强散热。充电器内置恩智浦TEA2016高集成电源芯片，内置英诺赛科氮化镓开关管和森国科碳化硅二极管。采用同步整流，固定电压输出。

三路USB-C降压电路均采用智融科技  SW3516P 进行降压输出，搭配使用砹德曼 AD40N50D3 MOS管，并使用芯海科技 CSU32P10  MCU进行输出功率分配控制。充电器PCBA模块大量打胶填充，增强散热性能。内部元件布局紧凑，有助于缩小整体尺寸。

关于森国科

深圳市森国科科技股份有限公司是一家专业从事功率器件、模块，功率IC的高新科技企业。功率器件主要包括碳化硅二极管、碳化硅MOSFET、IGBT，功率芯片主要包括功率器件驱动芯片、无刷电机驱动芯片两大类。公司总部在深圳市南山区，在深圳、成都、苏州设有研发及运营中心。公司研发人员占比超过70%，研究生以上学历占比50%，来自联发科、海思、比亚迪微电子、罗姆、华润上华等机构，囊括清华大学、电子科技大学、西安电子科技大学、西北工业大学等微电子专业知名院校。

森国科碳化硅产品线为650V和1200V  碳化硅二极管、碳化硅MOSFET、SiC二极管模块、SiC MOSFET  模块，该产品系列广泛应用于新能源汽车、光伏逆变器、充电桩电源模块、矿机电源、通信设备电源、5G微基站电源、服务器电源、工业电源、快充电源、轨道交通电源等。森国科碳化硅产品采用6寸车规级晶圆，具有高耐温，高频，高效，高压特性，已稳步进入国内汽车三电、主流大功率电源、光风储逆变器、充电桩电源模块等上市公司供应链。森国科功率IC采用先进的高压特色工艺，包括功率管及模块的驱动、BLDC及FOC电机的驱动。经过5年的发展，该产品线的团队在BCD工艺，UHV工艺、数模混合、电机驱动算法方面有深厚的积累。功率器件驱动芯片，已经大规模量产中低压系列，即将推出高压系列。在电机驱动芯片方面，已经推出单相BLDC散热风扇电机系列，即将推出三相BLDC电机驱动系列。森国科在中金资本、北汽产投、蓝思科技、凌霄股份、中科海创等股东的助力下，以低成本创新为己任，努力为客户提供高性价比的绿色“芯”动力，成为全球领先的功率半导体公司！