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烯王移动电源套装里的65W PD充电头拆解

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发表于 2021-4-17 16:41:00 | 显示全部楼层 |阅读模式

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春节的时候48元买的移动电源+PD充电头套装,看到好几个坛友都把移动电源拆了,但是没有人拆充电头。正好想要改造一下这个充电头,增加PPS功能,就把拆解图也发上来了。

正面,单USB-C口输出,有G-KING的logo:
IMG_20210417_143427.jpg

侧面,外壳是磨砂的,不那么容易留下指纹:
IMG_20210417_143508.jpg

支持5档固定PDO,用PD诱骗器读取到最大功率的PDO是20V/3.25A,支持65W输出。
IMG_20210417_143531.jpg
但是这个充电器不支持PPS,如果给支持电荷泵快充的手机充电,不能达到最快的充电速度。
现在支持大功率快充的手机里,常用到电荷泵。
降压型电荷泵不需要电感,它通过电容来储能。基本原理是将两个电容串联充电,这样每个电容都会充到输入电压的一半。然后再并联放电,这样输出电压就会是输入电压的一半。

电荷泵的好处是效率高,通常能达到97%以上,高于传统使用电感的DC-DC。缺点是输出电压固定为输入电压的一半。
手机锂电池的工作电压在3.2V-4.35V(或4.4V)之间,为了使电荷泵的输出电压和电池匹配,需要调整输入电压,这就需要用到USB PD PPS协议,可以以20mV的步进调整电压。
本充电器不支持PPS,此次拆解主要为了研究加入PPS功能的可能性。

USB-C输出接口特写:
IMG_20210417_143644.jpg

220V插头可折叠:
IMG_20210417_143722.jpg

和JD卡对比大小,比卡片宽一些
IMG_20210417_143909.jpg

比手掌小一圈 ,也比很多笔记本电脑的65W充电器要小:
IMG_20210417_143947.jpg


为了验证这么小体积的充电器,发热量是否会很大,用电子负载带满载65W (20V/3.25A)。
过半个小时之后,用FLIR热成像仪测量充电器的外壳温度。
输出同步整流MOS位置,温度65℃,室温23℃,温升仅有42℃:
FLIR4196.jpg

原边开关管位置,温度66℃,室温23℃,温升仅有43℃:
FLIR4197.jpg

下面开始拆解,用刀片从缝隙撬开:
IMG_20210417_144018.jpg

外壳超声波焊接:
IMG_20210417_144041.jpg

拆开:
IMG_20210417_144106.jpg

主板正面图:
IMG_20210417_144214.jpg

主板背面 图:
IMG_20210417_145732.jpg

下面从220V输入端开始,逐一介绍主要元器件。
250V 3.15A慢断保险丝,串联在220V进线上面:
IMG_20210417_145813.jpg

第一级共模电感,采用双线并绕的方式,用于过滤共模噪声:
IMG_20210417_145832.jpg

黄色的安规电容和第二级共模电感:
共模电感和安规电容组成的滤波电路,对于高频干扰信号有很大的阻抗,既可以防止充电器自身产生的高频干扰进入电网中,也可以防止电网中的噪声对充电器工作造成干扰。
IMG_20210417_145845.jpg

4颗Aishi的22uF/450V电解电容,组成88uF的容量。
一般电容的容量和功率之间的关系,大约是1uF每瓦。
IMG_20210417_145942.jpg

PWM控制芯片的VDD滤波电容:
IMG_20210417_150015.jpg

主开关管,需要焊下来才能看到型号:
IMG_20210417_150057.jpg

开关变压器和副边的输出线:
IMG_20210417_150124.jpg

串联在开关管源极的电阻,用于检测开关管上的电流:
IMG_20210417_150146.jpg

PWM控制芯片OB2632:
IMG_20210417_150243.jpg
屏幕截图 2021-04-17 160307.png

用于输出电压反馈的光耦:
IMG_20210417_150301.jpg

MP同步整流控制芯片:
IMG_20210417_150314.jpg
QQ截图20210417162234.jpg

输出端的两颗220uF固态电容:
IMG_20210417_150352.jpg

Y电容:
IMG_20210417_150406.jpg

USB输出小板,包含协议芯片:
IMG_20210417_150430.jpg

USB-C接口引脚特写:
IMG_20210417_150456.jpg

USB输出小板背面:
IMG_20210417_150525.jpg

PD协议芯片采用OB2612内置光耦控制引脚,可控制光耦来调压:
IMG_20210417_150546.jpg
屏幕截图 2021-04-17 160336.png

VBUS输出控制MOS管,采用VS3508,导通电阻8.5mΩ:
IMG_20210417_150555.jpg
屏幕截图 2021-04-17 162717.png

由于原来的PD协议控制芯片不支持PPS,只能另做输出小板。
蓝色的是自己画好打样回来的空板。
PD协议部分,采用了支持PPS的PD控制器,可以和手机握手协商输出电压,然后用I2C控制Buck-Boost芯片的输出电压。
功率部分,采用了TL431来控制光耦,让充电器一直输出20V。
然后通过Buck-Boost芯片,将20V转换成手机请求的5V-20V之间的任意电压来输出。
Buck-Boost芯片支持65W输出功率,且效率较高,预计发热量不会很大。改造完成后会另发一贴介绍。
IMG_20210417_150729.jpg


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发表于 2021-4-17 16:58:17 | 显示全部楼层
围观大神改造
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发表于 2021-4-17 17:06:41 | 显示全部楼层
拆解很详细,改pps多了一级buck效率会降低~
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发表于 2021-4-17 17:57:48 | 显示全部楼层
这次遇到大神了
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发表于 2021-4-17 18:06:17 | 显示全部楼层
等看改造效果
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发表于 2021-4-17 19:52:16 | 显示全部楼层
终于收获不少干货了
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发表于 2021-4-17 19:55:27 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
干的不错,这样是不是可以做五5伏到20伏的可调电源
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发表于 2021-4-17 21:03:30 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
改造什么的我也看不懂,1uf约等于1瓦,这是个知识点,学习了
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发表于 2021-4-17 21:18:21 | 显示全部楼层
本帖最后由 whseen 于 2021-4-17 21:21 编辑

看上去还是反激式单管电源架构,高功率比电源采用四管式高频逆变,加四管式同步整流桥。
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发表于 2021-4-17 22:01:34 | 显示全部楼层
大品牌的大块头电源适配器,主电容一般是2倍额定功率。如果有心留意一下台达等的电源。
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发表于 2021-4-17 22:04:27 | 显示全部楼层
1r20 1r10 1r10 1r20  四个电阻 并联 阻值是该怎么算呢?
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 楼主| 发表于 2021-4-18 00:02:17 | 显示全部楼层
chy8824 发表于 2021-4-17 19:55
干的不错,这样是不是可以做五5伏到20伏的可调电源

可以的,用PD诱骗器就可以骗出任意电压来,精度0.02V
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发表于 2021-4-18 00:05:14 | 显示全部楼层
请问用的什么拍摄设备?照片非常不错!
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发表于 2021-4-18 00:16:13 | 显示全部楼层
终于看到干货了!!
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发表于 2021-4-18 00:19:42 | 显示全部楼层
充电头插入插线板时火化较大,推测没有NTC,看了拆机图终于证实了。
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发表于 2021-4-18 08:29:44 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
坐等更新,学习了
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 楼主| 发表于 2021-4-18 12:21:57 | 显示全部楼层
ouqihang 发表于 2021-4-17 22:01
大品牌的大块头电源适配器,主电容一般是2倍额定功率。如果有心留意一下台达等的电源。 ...

之前注意到过,有些比较好的电源,电容容量是输出功率的2倍。
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 楼主| 发表于 2021-4-18 12:30:28 | 显示全部楼层
20768797 发表于 2021-4-17 22:04
1r20 1r10 1r10 1r20  四个电阻 并联 阻值是该怎么算呢?

两个1.2欧并联是0.6欧,两个1.1欧并联是0.55欧,最后再用0.6欧和0.55欧并联,就是0.287欧。
或者用这个公式:1/R=1/R1+1/R2+1/R3+…… (R1、R2、R3……表示各支路电阻大小,R是并联之后的电阻)
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 楼主| 发表于 2021-4-18 12:32:45 | 显示全部楼层
alicescope 发表于 2021-4-18 00:05
请问用的什么拍摄设备?照片非常不错!

微距图是用K30至尊纪念版的微距模式拍的
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发表于 2021-4-18 14:56:31 | 显示全部楼层
我还在用18W的充电器,拖大家后腿了吗???
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