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本帖最后由 2n3055 于 2023-4-14 21:14 编辑
前不久淘垃圾的时候看有二手的氮化镓充电器出售，只需要新品1/7的价格。
卖家明确表示：不包好坏！！！
看看评论，有好有坏全凭运气，想想现在氮化镓充电器非常火爆，到处都在广告，
我从来没有接触过这种充电器，只知道这种充电器体积小，电压宽泛，输出万能，几乎啥都能充。
但是何为氮化镓充电器？对此还是一无所知。
想想伟大领袖毛公教导我们说：情况是在不断的变化，要使自己的思想适应新的情况，就得学习！
于是决定买一个玩玩，如果好的，那就用起来，如果坏的，就拆解研究，权当交学费了。
过几天随着垃圾收到了一个白色的充电头，
品牌倍思（Baseus），型号CCGAN65UC，功率65W，
相对于传统电源适配器来说，氮化镓充电器真是瘦身很多，65W的功率，但是非常小巧
带一个USB A口和一个Type-C口，其中USB-A最大功率输出45W，Type-C口最大功率65W，
反正是万能的氮化镓充电器，似乎支持XXXXXYYYYZZZZ一堆协议，总之，就是手机、电脑之类的都能充电。
上电试试，很不幸，是个坏的，两个口都没有输出
但是，可以听到电源里面发出轻微短促的“滋！。。。。。。滋！。。。。。。”声
看来这个充电头是有问题的，于是决定解剖研究，
电源输入端外壳和主体外壳之间采用超声波焊接工艺连接，
翻出家里祖传的剁肉菜刀，沿着缝隙用锤子敲就行了，
这粗铁菜刀皮实可靠，拍充电器不会像XX泉菜刀那样断掉。
菜刀开壳，效果非常好，还不会像用螺丝刀撬那样把边缘撬坏。
打开盖子，里面塞的满满当当
电源输入脚和PCB采用弹性触片连接
抽出机芯：整个充电器机芯被黄铜片包裹，黄铜片和元器件之间还有一层麦拉片做绝缘
电源内部灌注有白胶
开始痛苦的抠胶过程，不然什么都看不到，
抠了半天，露出大部分元器件，电源内部空间利用率很高，
毕竟体积小，又要那么大功率。
输出端口：
一个USB-A和一个Type-C，分别单独装在两块小板子上，充分利用每一寸空间。
首先，让我们分析一下电源的故障：
目视元件没有烧毁，没有短路的表现，且通电后还会发出振荡声。
因此，初步判断，电源高压侧应该不存在短路、炸管这样的恶性故障，
我修理开关电源有个原则，但凡高压炸管短路的电源，一律不修，直接报废。
因为高压短路冲击电流极大，难免存在一些隐形故障，修起来费力不说，成本也高，还容易反复故障。
对于这个电源，高压没有短路，发出断续有规律的“滋”“滋”声，感觉像是进入了保护模式。
电源一起振，因为某种原因激活了保护措施，振荡停止，保护电路复位后电源再度启动工作，继续保护，周而复始，
就发出了断续，规律，短促的振荡声。
用万用表测量低压侧主滤波电容两端，果然，低压回路短路了！
看来这就是故障之所在，低压短路，难怪电源没有输出还反复保护。
如果这样相对就简单了，排查低压电路短路点就可以了，
首先要搞明白电路架构，知道电路是怎么样的，才能去处理故障。
伟大领袖毛公再度教导我们说：一个正确的认识，往往需要经过有物质到精神，由精神到物质，即由实践到认识，
由认识到实践这样多次的反复，才能完成。
拿起烙铁开始解剖：
高压输入保险，边上可见X电容和共模电感，这个电源虽小，但是EMI电路完整，保险是3.15A的，目测完整，夹在缝隙里面。
高压整流桥，型号ABMR510，搜了一下，很多氮化镓充电器里面都用的这个，
贴片封装，没什么特殊的，猜测800V 1A的？这里电流不大，即便1A也够用了。
经过学习得知，氮化镓充电器的架构并不神秘，归根结底还是单端反激式开关电源的架构，
只是说把高压功率器件，由普通的MOSFET换成了氮化镓MOS，再采用同步整流等技术减小损耗，
于是，看到高压侧控制器，安森美的NCP1342。
挖胶挖了半天，终于让神秘的氮化镓露出真容了：
其实就是一颗QFN封装的元器件，Navitas的NV6123，内部集成了驱动电路的氮化镓MOS。
得益于氮化镓功率器件的独到之处，让开关电源的效率得以提升，体积大大缩小。
所以说，所谓“氮化镓充电器”就是营销噱头，这应该是【采用氮化镓功率器件的开关电源】，
又不是整个充电器是氮化镓做的
典型的反激电源控制器，只是MOS换成了氮化镓MOS。
为了缩小体积，Y电容也采用了贴片封装，容量100pF。
为了减少整流二极管的损耗，次级采用同步整流技术：
利用MOS模拟二极管进行整流，这是次级同步整流的MOS，型号088N12；
旁边SOT-23封装的是同步整流控制器，型号MP6908。
为啥要同步整流呢？因为二极管是有损耗的。
拿普通的1N4007来说，硅二极管正向压降约0.65V，假如通过1A电流，那么二极管上将产生0.65W的耗散功率；
如果把二极管换成导通电阻只有mΩ级别的MOS，那么同等电流下，这个损耗就可以大大减小；
所以，我们之需要控制MOS在需要的时候导通，不需要的时候截止，就可以模仿二极管了；
在这个应用场景中，目的就是尽可能减少器件的损耗，提高效率，因此，同步整流是个好选择。
一个TSSOP-10封装的无字元件，是个MCU，用于功率分配和低压保护。
反馈电路，归根结底氮化镓电源也是单端反激电源，
稳压反馈电路还是经典的TL431+光耦，这就不多叙述了，
这里用了一个直插的Y电容，不过光耦上面也留有贴片Y电容的位置。
为了排除低压短路故障，首先，将两个接口的扩展板拆下，
还有同步整流的MOS也拆掉，毕竟这货电流最大，也容易击穿，
不过经检测发现MOS没有坏，看来冤枉它了，于是把它又焊了回去。
拆掉了2个输出模块的电源主板，
再度测量，果然，不短路了！
短路故障就存在于这两块输出扩展板上。
一个一个测量，果然，检查发现Type-C扩展板输入短路。
为了确定故障是不是因为Type-C扩展板引起的，决定不装输出扩展板通电试试。
修理开关电源，最大的危险是触电和短路，于是拿出土制保护措施：
两个变压器，一个把220V降压成12V，另一个再把12V升成220V。
既对市电进行了隔离，变压器的内阻又限制了短路电流，
即便负载短路，短时间也不会对变压器产生损伤，就是嗡嗡响告诉你有问题罢了。
通电，没有冒烟，没有起火，也不“滋”“滋”叫唤了，
电压表测量低压滤波电容两端，有输出了！空载15.5V。
因为粗测USB-A扩展模块不短路，我默认它是好的吧，
于是把它装上，接了个USB小灯，直接点亮，没毛病。
再次测量，有负载时，低压电压是22.2V，
因为这个电源的一档输出就是20V，没有负载或轻载时，低压电压会变成15V，
这就是那个无字的10脚MCU控制的，大概是为了节能？
至此，说明这个电源就是因为Type-C扩展板短路导致的故障。
既然故障范围已经明确，那就开始对Type-C扩展板进行研究和修理吧。
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雷达卡
发表于 2023-4-14 16:00:21
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发表于 2023-4-14 16:05:50
