2023年6月15日,华为在北京正式发布了Mate 60 Pro系列手机,这款备受瞩目的旗舰机型搭载了自主研发的麒麟9000S芯片,采用了先进的4纳米制程工艺,性能表现堪称强悍。除此之外,华为在充电技术上也实现了重大突破,推出了支持100W有线超级快充和50W无线超级快充的解决方案,并同步推出了多款充电配件,为用户带来极致的充电体验。面对外部环境的重重挑战,华为始终坚持自主创新,不断前行,其精神令人钦佩。
近日,知名科技评测机构“快充实验室”获得了华为Mate 60 Pro系列手机的原装100W超级快充充电器,经过初步观察,该充电器的设计风格与华为家族其他产品保持高度一致,同时采用了低压大电流的充电技术方案,能够提供高达100W的输出功率,并且向下兼容华为现有的40W和22.5W快充协议,足以满足华为全系产品的充电需求。接下来,“快充实验室”将对这款充电器进行深入的剖析,揭示其内部的设计创新之处。
一、华为100W超级快充充电器外观评测
华为最新推出的100W超级快充充电器整体呈现纯净的白色,外观设计简约而不失科技感。充电器外壳采用亮面与磨砂材质相结合的设计,腰身部分采用亮面处理,两端则采用磨砂工艺,使得边缘线条更加清晰。充电器表面光滑细腻,给人一种高端大气的感觉。
充电器的腰身部分各面之间过渡自然流畅,没有明显的接缝。
机身两侧设计了特有的凹面结构,方便用户握持和插拔。
充电器输入端外壳上清晰地标注了各项参数信息,型号为:HW-120600C00,输入电压:100-240V 50/60Hz 1.8A,输出电压:5V2A、10V4A、11V6A、20V5A,该产品已经通过了CCC认证和VI级能效认证。
输入端采用了固定式国标插脚设计。
输出端口位于充电器顶面中心,配备了USB-A接口,接口内部采用橘红色胶芯,能够有效防止灰尘进入。
接口旁边标注有“HUAWEI SuperCharge”和“100W”字样,彰显其强大的充电能力。
使用游标卡尺实测充电器机身长度为50.5mm,宽度为50.0mm,厚度为28.5mm。
与苹果的61W充电器进行对比,华为这款充电器不仅功率更高,而且体积更小,更加便携。
在手持体验方面,充电器净重约为92g,重量适中,不会给用户带来负担。
使用“快充实验室”的专业设备ChargerLAB POWER-Z KT002检测USB-A口输出协议,结果显示该充电器支持Samsung 5V2A、DCP协议,以及QC2.0、FCP和SCP快充协议。
二、华为100W超级快充充电器拆解分析
通过专业工具将输出端外壳拆下,发现边缘采用了超声波焊接封装技术。
充电器内部左侧的平面变压器填充了硅胶导热材料,因此PCB板难以取出。
将机身一侧外壳切割开后,发现输入端和机身壳缝隙里也填充了黑色导热胶,整个电路板与外壳固定成一个整体。
最终,只能将整个机身壳彻底切割开。
输入端外壳上的金属弹片通过固定柱固定,一端与插脚压接,另一端与PCB板接触式通电。
PCB板前端以及中心分别填充了黑白色导热胶。
清理掉硅胶后,板子中心处是四颗高压滤波电解电容,左侧设有平面变压器,初次级之间设有白色隔离板。
PCB板背面一览,初次级之间设有镂空槽,用于放置隔离板。
通过对PCB板正背面电路的观察分析,发现华为100W超级快充充电器采用开关电源宽范围输出,次级协议芯片控制输出电压的典型架构。下面我们将从输入端开始,逐一了解各元器件。
输入端一览,设有保险丝、压敏电阻、X电容等元器件,初级开关MOS配有小散热片帮助导热。
延时保险丝特写,规格为2.5A 250V。
压敏电阻外套热缩管保护。
10D561K压敏电阻特写,在输入过压的情况下导通,熔断保险丝,断开电路。
安规X电容特写,来自STE松田电子。
PCB板侧面一览,两颗串联的Y电容,共模电感,输入保险丝。
共模电感特写,用于滤除EMI干扰。
输入端ABMR510整流桥。
工字电感外套热缩管。
四颗高压滤波电解电容均由CapXon丰宾提供,规格都是400V 22μF。
PCB板另一侧设有平面变压器,外套塑料壳进行隔离保护。
主控芯片供电电容也是来自丰宾,规格为25V 22μF。
一颗六脚芯片特写。
充电器主控芯片来自立锜科技,丝印AG=7B。
初级开关MOS来自ST意法,型号STF18N65M2,NMOS,耐压650V,导阻0.33Ω。
意法STF18N65M2资料信息。
塑料壳顶部丝印有信息,从丝印可以了解到平面变压器来自嘉龙海杰。
拆掉塑料壳。
平面变压器方正扁平,有效节省电路板空间减小体积。
变压器磁芯上贴有铜箔,并做了接地处理。
小板一端特写。通过对PCB板上UL型号(E94919)进行查询,此款平面变压器PCB来自湖南维胜科技电路板有限公司。据“快充实验室”了解,华为40W超级快充、华为65W笔电快充、OPPO 50W饼干充电器、联想口红电源GaN65W、联想口红电源PRO等众多明星产品的平面变压器PCB均由维胜科技主力配套提供制作。
将平面变压器磁芯敲碎,取出内部PCB板。
平面变压器PCB板为中间镂空设计,刮掉绿绝缘层之后可见内部的铜箔。
经过测量,平面变压器PCB板的长度约为37mm,宽度约为18.6mm,厚度约为2.35mm。
“快充实验室”通过与之前拆解的华为40W超级快充平面变压器进行对比,发现此款平面变压器PCB的外围尺寸与之前的产品基本一致,但在长、宽、厚方面并没有变化,但是功率却从40W提升到了100W,提升率达到150%,由此可见平面变压器PCB在产品中发挥了关键核心作用。在平面变压器PCB体积未增加的情况下,要实现如此大幅度的功率提升,必然会在平面变压器PCB中使用更厚的铜箔、更小的线宽线距和更精准的图形对位工艺,这对PCB工厂的蚀刻、电镀、层压等核心工艺能力提出了更高要求。
亿光EL 1018光耦,横跨在初级和次级之间,用于初级次级通信,反馈调节输出电压。
输出端一览,USB-A母座外套塑料壳和钢套加固,两侧设有Y电容和固态电容。
后面将USB母座拆掉,下面设有输出VBUS开关管。
输出抗干扰蓝色Y电容,两颗串联提高耐压等级。
次级同步整流MOS来自ST意法半导体,型号STL90N10F7,NMOS,耐压100V,导阻8mΩ。
意法STL90N10F7资料信息。
主板背面还有一颗意法STL90N10F7同步整流管,两颗并联。
固态电容来自肇庆绿宝石,两颗规格都是16V 680μF,用于同步整流输出滤波。
第三颗也是绿宝石品牌,规格为16V 470μF。
协议芯片同样来自立锜科技,丝印FE=7H,内置同步整流控制器,集成度高。
输出VBUS开关管特写,Nexperia PSMN2R4-30MLD,NMOS,耐压30V,导阻2.4mΩ。
Nexperia PSMN2R4-30MLD 详细资料。
USB-A母座特写,正负极加宽设计,以便通过大电流。
全部拆解完毕,来张全家福。
“快充实验室”拆解总结
华为100W超级快充充电器采用PC阻燃材质白色外壳,表面是亮面和磨砂结合设计,此外小凹面以及侧边布置的固定插脚是其典型特征,整体设计ID延续了家族充电器风格。充电器配备一个USB-A口,支持QC2.0、FCP和SCP快充协议,支持11V6A 100W输出,向下兼容华为40W和22.5W快充,性能全面,这么一款充电器就能满足华为各种机型充电需求,外带一个就够了。
“快充实验室”通过拆解了解到,内部设计也是满满的华为风格,初次级控制器以及次级芯片均来自台系大厂立锜科技,次级芯片集成同步整流控制器和协议识别功能,集成度高;实现AC-DC开关电源转换的高低压MOS均由意法半导体提供;滤波电容分别由丰宾和绿宝石供应,输出纯净。
值得一提的是,在这款充电器的开关电源中采用了最新的平面变压器技术,并由维胜科技提供平面变压器PCB,有利于节省空间。在功率加大的前提下,平面变压器的PCB板尺寸仍保持着40W超级快充的水准,黑科技满满。同时也让实现更高功率密度成为可能,助力产品实现小型化、便携化。