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扒開產(chǎn)業(yè)真相：四款熱銷30W USB PD充電器拆解大比拼
一、前言
就在一年前，QC3.0快充和USB PD快充還勢同水火，這一年來究竟發(fā)生了什么？此前，USB-IF組織發(fā)布了USB PD 3.0的重要更新，USB PD3.0下的PPS成功完成對QC4、SCP、VOOC等主流快充協(xié)議的收編。
這些主流快充協(xié)議為何要向USB PD3.0靠攏？
首先，USB PD統(tǒng)一使用Type-C物理接口，相比MicroUSB接口能傳輸?shù)墓β矢?，可達到100W；比起USB-A接口體積更小，符合電子設備向更小、更薄方向發(fā)展的趨勢；支持正反插也是Type-C接口的優(yōu)點。
其次，USB PD支持的電壓范圍從5V~20V，功率從5W~100W不等，對于手機、掌機、平板、筆記本、顯示器等，使用USB PD充電器均可為以上設備供電，帶來無可比擬的便捷性。目前，iPhone8/8Plus/X、華為Mate10/Mate9、小米6、SWITCH游戲機、iPad Pro、Macbook、Dell筆記本、Acer顯示器等均以支持USB PD供電。
考慮到當前市面上的USB PD充電器以給筆記本使用的居多，功率多在45W、60W以上，而給new Macbook、手機、平板等使用的PD充電器以30W為最佳，體積小巧，功率足，方便攜帶。恰恰這類充電器市面上又較為少見，充電頭網(wǎng)特搜集了4款30W功率的USB PD充電器，分別是蘋果29W、Dell 30W、SIMPTUNE 30W、閃電狼 30W。
蘋果29W充電器是蘋果為MacBook標配的充電器，也是Apple Store能買到的最便宜的USB PD充電器。自從iPhone8被曝出支持USB PD快充后，這款充電器便備受關注。
Dell 30W充電器DELL的四款USB PD充電器中最小的一款，專供XPS12、XPS13等小功率筆記本使用。
SIMPTUNE推出的USB PD適配器，外觀上看起來和普通的手機快充充電器一樣，功率卻能達到30W，讓人驚訝。
閃電狼30W 是一款面向國外用戶的USB PD充電器，采用歐規(guī)插腳，花了不少力氣才弄到手。
二、拆解看內(nèi)在美
1、蘋果29W
白紙盒包裝上印刷了產(chǎn)品式樣，右上角可以看到USB-C 29W字樣。
插頭采用可拆卸設計，方便收納攜帶，電源適配器+插頭一共重132g。
里面的部件可以看成是3個部分，地線引腳面板、8字線插座、主PCB。
來自Sumida的變壓器。
2、DELL 30W
話說上次在假貨寶上被坑，擼了個山寨貨回來，這回又整了一個看看俺滴RP咋樣。孰真孰假，你猜呢？真假對比準備另起一文，本文只進行真貨拆解。
充電器本體重135克。
加上1米梅花線220克。
POWER-Z KM001測試儀成功誘騙出PD輸出，顯示3檔輸出，分別是：5V/3A，12V/2A，20V/1.5A。其中5V檔POWER-Z KM001顯示比標稱值大了1A。
AC地線沒有空置，大電容和變壓器上都有3M膠帶。初級輸入部分看到了共模電感和方塊電容，基本就可以斷定是真貨了。
翻過來背面，一塊金屬屏蔽罩焊接在PCB上，有絕緣層間隔。
鐵質(zhì)屏蔽罩非常見的鋁質(zhì)，有2個彎腳直接焊接在PCB透孔中，如果是鋁的話是無法直接焊接的，需要鉚接可焊接材質(zhì)的焊腳。
拆下屏蔽罩，內(nèi)襯有一層3M絕緣膠帶和一層黑色塑料片隔層。
隔層是注塑而成，邊緣部位還有一個T形插腳嵌入PCB的鏤空凹槽中加強絕緣。
初級大電容和變壓器上都一層3M絕緣膠帶覆蓋。
揭開變壓器上的膠帶，下面是一塊非常柔軟的導熱膠。圖中絲印編號為22DRFU的IC為DELL定制電源主控芯片。
揭開導熱膠，變壓器膠帶層上激光噴碼印著較為詳實的變壓器數(shù)據(jù)。變壓器體積并不大，比山寨貨小多了，但輸出功率卻是非常強勁，超過標稱值許多，不得不令人刮目相看。
交流輸入端L、N相線、零線分別用黑色、白色焊接至PCB，PCB上有相應標識，焊腳有熱縮套管，地線導線更是異常粗壯，貌似單芯銅線，很硬。
插座堵頭有一塊透明塑料護板做絕緣，防止與PCB意外碰觸。插針與焊腳的鉚接工藝十分精湛，看得出插針是純銅鍍鉻的。
一體TYPE-C線輸出引腳與底蓋的結(jié)合處，底蓋是PC材質(zhì)。
這個小方塊塑料板用于夾緊線尾，這是DELL此類電源的通用設計。
由于體積所限，相較65W版本，只使用了一只共模電感，但也比完全省略EMI電路的山寨貨好得多了。
AC輸入端，黑色小方塊，臺灣功德T3.15A 250V CQ MST方形慢熔/延時保險絲，這與其他型號的電源用料是一樣的。
有意思的是這只臺達代工的30W電源，保險的PCB背面位置還開有一個小槽，用于加強隔離避免跳火。
灰色方塊，臺灣HJC華容 MKP-X2安規(guī)電容。
揭開初級棕色大電容包裹的膠帶，黑金剛KMQ的標志映入眼簾，絕對高大上！規(guī)格是400V、47μF。
旁邊的另一只小電容同為黑金剛品牌的KY系列低阻長壽電容，規(guī)格是100V、15μF。
初級小體積扁整流橋，U3K8 GULF，金色印字彰顯著它不凡的品質(zhì)，規(guī)格是3A、800V，功率余量足夠，無需額外的散熱片，加貼有絕緣膠帶。
Y電容，331K。
對應引腳PCB位置有開槽并加裝隔離片，可見臺達之嚴謹。
Y電容與變壓器之間位置的是輸出電容，Rubycon紅寶石，這也是頂呱呱的大品牌。25V、220μF。
旁邊還有一只棕色黑金剛KZM系列低阻長壽25V、330μF電容與之并聯(lián)。
黑金剛電容下面的紅色印記，應該是質(zhì)檢標志吧，正規(guī)大廠的原件都有經(jīng)過老化測試的步驟。704硅橡膠下面是一只8腳芯片。
除掉硅膠，發(fā)現(xiàn)這是一只MOS，AP6679GM，是控制輸出開關用的，PD是需要與受電方握手通訊成功后才會有輸出的。
TO-262封裝的STMicroelectronics意法半導體的肖特基整流二極管STPS30L120CR，Io=30A， Vrev=120V。
A1、A2兩個正極管腳套有磁環(huán)，用于抑制高速開關寄生振蕩產(chǎn)生的高頻干擾，跟我們在USB線上經(jīng)?？吹降拇怒h(huán)是一個道理，有利于通過EMC，這是正規(guī)大廠必須要考慮的，山寨貨可就完全不去管這些了，能用就行，能省就省。
清理掉PCB上覆蓋的部分硅膠，露出芯片真容。
SMD/MOS，IPD65R600E6，SOT-252，N場，650V，7.3A，0.6Ω。
4個棕色塑料腳是變壓器的骨架安裝腳，透孔嵌入PCB并加膠固定。
光耦，EL1013：
DELL自家出品的PD芯片：DPD001，這枚芯片也同樣使用在45W、65W的電源中。
輸出引線，黑、白、藍、紅四色直接焊接在PCB上，套有絕緣熱縮管。
PCB上的印字。
PWB
NB ME：WY.CHEN
NB EE：PETER.KAO
貌似是兩個NB的工程師名字。
臺達電源絕對是居于領導地位的電源行業(yè)老大，臺達電子在東莞設有七個工廠，員工約30000人（好多的妹子啊，想想都醉了），主要向IBM，DELL，NEC，GE，HP，PHILIPS等世界知名公司供應各類電子產(chǎn)品。
本次拆解的戴爾DA30NM150電源大量使用一線大廠原件，用料扎實，設計嚴謹，貌不驚人但性能卻遠超預期，體現(xiàn)了臺達應有的品質(zhì)風范，是個好電源！
3、 SIMPTUNE 30W
下面拆解的這款USB PD充電器不但體積小巧，還能同時給USB PD和QC3.0/QC2.0設備快充。它是如何實現(xiàn)的呢，一起來研究看看。
SIMPTUNE SPT100AS-30C采用單USB Type-C輸出，從側(cè)面也能看出電源的造型也異于常規(guī)的長方體。
國標雙腳市電插頭，采用標準的中規(guī)設計，并且兼容美規(guī)。
產(chǎn)品銘牌上標注了詳細的規(guī)格參數(shù)，輸入支持100-240V寬幅電壓，帶到國外旅行也可以適配當?shù)仉娋W(wǎng)；輸出支持5V 3A、9V 3A、12V 2A、15V 2A四個檔位，電源在15V電壓時可輸出最大功率30W。值得一提的是，SIMPTUNE SPT100AS-30C采用了多協(xié)議架構，內(nèi)置了兩套快充協(xié)議，分別是USB PD和高通QC3.0/2.0，具體兼容性見充電頭網(wǎng)的評測報告。
拆開電源，初步印象就是元件布局緊湊，細節(jié)處理到位。
PCB電路板正面。
PCB電路板反面。
市電輸入端保險絲。
市電輸入端共模電感。
主電容由兩枚規(guī)格為400V 22微法并聯(lián)濾波。
藍色抗高頻干擾電容。
獨立的 Tyep-C插座。
Tyep-C插座與磁鐵無緣。
輸出濾波部分，固態(tài)電容來自肇慶綠寶石電子科技股份有限公司（簡稱“綠寶石”），單顆規(guī)格：25V 680微法。
Tyep-C插座上其實還有一個濾波電容的空位，應該是預留位。
高低壓區(qū)域有一片塑料絕緣片做隔離。
四枚肖特基二極管組成初級整流電路。
Tyep-C控制、輸出電路部分。
初級PWM，昂寶OB2362。
主開關管型號U7N65H。
杰華特微電子提供的同步整流MOS，型號JW7707D。
光耦。
優(yōu)微科技提供的 USB PD/Tyep-C的單芯片控制器芯片UPD300D0-24QAIG，從電路來看，單芯片實現(xiàn)兩套快充協(xié)議。
來自威兆型號VS3508AE，兩顆MOS組成關斷輸出以保護設備。
使用ChargerLAB POWER-Z KT001對SIMPTUNE進行USB PD觸發(fā)報文測試，從顯示屏上可見這款充電器在USB PD模式下各電壓所支持最大電流列表。
拆解全家福。
4、閃電狼 30W
大大的電源型號占據(jù)了包裝盒醒目的位置，給人一種這不是市售版的包裝吧的感覺！
包裝盒背面貼有英文標識的電源規(guī)格介紹貼紙。
電源外殼通體乳白色并做高光處理，手感與顏值都不差，唯一不足就是這個市電輸入插頭體積實在太大了。
電源外殼側(cè)面蝕刻了輸出規(guī)格與認證標志。5V=3A、9V=2A、12V=2A、15V=2A、20V=1.5A。電源在20V時輸出最大功率為30W。
歐標市電插頭。
單USB TYPE-C輸出接口。
超聲波焊接外殼，可以無損打開，市電輸入插頭使用導線連接PCB。
電路正面，元件布局非常緊湊，易松動插件元件均有絕緣膠固定加強，在主開關管四周涂有大量的深灰色導熱硅脂。
電路背面，貼片元件有手工補焊的痕跡，整體工整度有提升空間。一次側(cè)與二次側(cè)之間有絕緣塑料片做隔離。
市電輸入端的保護電路與EMI電路非常完善。
一次側(cè)主電容使用一顆Acon 22微法400V、兩顆萬裕電子(SAMXON) 15微法400V并聯(lián)濾波。
藍色電容主要用來濾除高頻干擾。
USB TYPE-C插座與磁鐵無緣。
二次側(cè)輸出濾波采用兩顆25V680微法固態(tài)電容并聯(lián)濾波。
整流橋型號DB207S。
昂寶 OB2362 PWM IC。
一次側(cè)主開關管，深圳深愛半導體型號SIF10N60C。
光電耦合器，EVERLIGHT 型號EL357N。
次級同步整流控制器，力生美半導體 型號LN5S03。
PD輸出保護MOS，型號WSP4407。
同步整流MOS，絲印S0040。
PD控制器，偉詮型號WT6632F。
使用POWER-Z觸發(fā)PD模式顯示在PD模式下各電壓所支持最大電流列表，9V與12V輸出的功率略高于外殼標稱功率。
使用POWER-Z觸發(fā)快充模式，完整支持QC2.0&QC3.0。
全家福。
三、四款30W USB PD充電器硬件大比拼
1、電源芯片
蘋果29W采用英飛凌初級PWM芯片，定制芯片；DELL，也是定制芯片；SIMPTUNE采用昂寶OB2362初級PWM芯片，閃電狼采用OB2362初級PWM芯片。
2、協(xié)議芯片
我們拆解的四款充電器，閃電狼采用了偉詮的Type-C接口解決方案WT6630/6632，SIMPTUNE采用威海優(yōu)微UPD300識別芯片，蘋果采用STM單片機方案，DELL采用自家定制識別芯片方案。
3、成本分析
由于30W的PD充電器輸出電流不大，對成本敏感的廠家沒有采用同步整流方案，采用了低成本的肖特基整流方案。同步整流的需求，在這個功率級別的充電器上不是必須。輸出電容基本都是固態(tài)。成熟的AC-DC方案加上USB PD識別調(diào)壓通過光耦反饋輸出。
四、USB PD充電器背后的技術演進史
由于技術普及是由于市場推進，USB PD 充電器也一樣，這種小功率的USB PD 充電器實際上和我們熟知的成熟的QC充電器是一樣的，從QC識別換成了支持USB PD和QC的識別IC，然后接口從USB-A換成了Type-C接口，提高了輸出功率，元件耐壓相應提高，支持20V輸出，以及輸出開關，傳統(tǒng)的QC充電器成為了現(xiàn)在的USB PD充電器。
五、從四款30W USB PD充電器看去
1、30W功率檔的USB PD充電器，隨著元件集成度和效率的越來越高，體積也將越來越小，支持的電壓檔位也趨向于齊全，做到小而精。
2、USB PD充電器將向兩個方向發(fā)展，一種是面向手機、游戲機的小功率充電器，更看重于體積和便攜性。一種是面向于筆記本的大功率充電器，提供足夠大的功率滿足這類耗電大戶的需求。
3、進口芯片方案和國產(chǎn)方案各有所長。對于蘋果這類追求高性能的品牌更傾向與使用國外方案，而面向普通消費者的更傾向于使用國產(chǎn)方案。國產(chǎn)方案在易用性和兼容性方面做的很是給力，相信國產(chǎn)方案能占據(jù)絕對多數(shù)市場。