拆解報告:Razer雷蛇靈刃280W氮化鎵電源適配器RC30-042
Razer雷蛇是知名的遊戲硬件廠商,旗下產品包括高性能遊戲外設和Razer Blade靈刃系列筆記本電腦。本次拆解的產品是雷蛇靈刃系列筆記本的一款電源適配器,內置GaN Systems氮化鎵器件,體積得到了很好的控制,相比傳統的電源體積更小。
這款適配器具備280W的輸出能力,能夠為高性能處理器和顯卡提供充足而穩定的電力供應,帶來優秀的遊戲體驗。下面充電頭網就對這款電源適配器進行拆解,一起來看看內部的設計和用料。
GaN Systems 公司於2008年在加拿大渥太華成立,該公司的產品在不同行業的客戶中保持了良好的聲譽。近期充電頭網拆解的蘋果140W氮化鎵充電器,內置了GaNSystems的兩顆增強型氮化鎵開關管,能打入蘋果快充供應鏈,足見GaN Systems的芯片無論是性能還是質量都是相當優秀的。除此之外,GaN Systems的氮化鎵晶體管也被戴爾外星人240W氮化鎵電源採用。
雷蛇280W電源適配器外觀
適配器為經典樣式設計,電源線可拆卸,機身直板造型外殼磨砂處理,輸出線纜採用橡膠帶捆紮,而且是黑色編織線,更加耐髒耐用。
機身頂面中心設計有雷蛇品牌logo。
底部貼有適配器銘牌,通過了CCC、CE、UKCA、UL、PSE、KC等安規認證,還通過了VI級能效認證,銘牌顯示該適配器由國內老牌電源企業歐陸通製造。
適配器型號為RC30-042,支持100-240V~50/60Hz 4A輸入以及19.5V14.36A輸出。
機身一端是品字形輸入插口。
另一端輸出線纜做了90°彎折設計,方便使用,此外旁邊設有一顆LED指示燈。
線纜端頭特寫,並不是USB-C接頭,為雷蛇筆記本專用的連接器。
測得適配器機身長度為163.54mm。
寬度為69.96mm。
厚度為24.66mm。
另外測得輸出線纜長度約為2米。
線身直徑為5.79mm。
整體重量約為654g。
雷蛇280W電源適配器拆解
看完了雷蛇這款電源適配器的外觀和尺寸測試,下面就進行拆解,看看氮化鎵加持的電源適配器內部是如何設計。
沿適配器外殼接縫撬開後蓋,內部PCBA模塊採用純銅散熱片包裹。
純銅散熱片焊接固定到PCBA模塊上。
散熱片打膠與外殼固定,加強散熱。
輸出線一覽,其中兩條白色為正極線芯,黑色為負極,紅色細線用於電源功率識別。
PCBA模塊全部採用純銅散熱片包裹。
使用游標卡尺測得PCBA模塊長度為156.51mm。
PCBA模塊寬度約為65.84mm。
PCBA模塊厚度約為20.48mm。
拆開PCBA模塊上覆蓋的散熱片,內部PFC升壓電感和諧振電感,LLC變壓器塗有導熱膠,利用散熱片散熱。
在PCBA模塊側面焊接一塊小板,小板上焊接整流橋和PFC升壓開關管。小板打膠通過純銅散熱片散熱。
輸出側焊接五顆固態電容,並聯用於輸出濾波。
在電源接口後面是用來緩衝的白色泡棉。
品字電源接口特寫。
電源適配器PCBA模塊正面一覽,其中左上角為輸出濾波固態電容,在電容右側是LLC變壓器,變壓器右側是諧振電感,在諧振電感下面是PFC升壓電感。左下方是高壓電解電容。右側為輸入EMI濾波器件,底部小板為輸入整流和PFC升壓。
PCBA模塊背面電路相對簡單,PCB鏤空放置PFC升壓電感,降低厚度。在右側焊接一顆二合一控制器,用於PFC升壓和LLC控制。右上方是次級同步整流電路,焊接同步整流控制器和兩顆同步整流管。兩顆光耦用於輸出電壓反饋和保護功能。
通過對PCBA模塊的觀察,雷蛇這款電源適配器採用PFC+LLC的高效電源架構,使用一顆控制器同時控制PFC升壓和LLC開關電源,固定輸出電壓為筆記本供電。下面我們就從輸入端開始了解各個器件。
PCBA模塊輸入端一覽,焊接保險絲,共模電感,安規X2電容。
輸入端保險絲來自CONQUER功德,MST系列超小型延時保險絲,規格為6.3A 250V,用於輸入過流保護。
共模電感採用漆包線與絕緣線繞製。底部打膠固定電木板絕緣。
電源側面焊接安規X2電容,共模電感,為主控芯片供電的電解電容,諧振電感,變壓器和輸出固態電容。
安規X2電容規格為0.47μF。
第二級共模電感採用磁環繞製,纏繞膠帶絕緣,底部粘貼電木板絕緣。
PCBA模塊側面焊接小板,小板焊接六顆整流橋和兩顆氮化鎵器件,以及一顆PFC升壓整流管。
小板上共焊接六顆整流橋,為半橋連接,均攤發熱降低溫升。整流橋絲印MB30JL,額定電流3A。
整流橋輸出的濾波電容來自深圳塑鎔,規格為1μF450V。
用於輸出的濾波電感特寫。
兩顆薄膜電容來自深圳塑鎔,一顆體積較小的規格為0.47μF450V。
另一顆體積較大的電容規格為1μF450V。
兩顆PFC升壓開關管使用了GaNsystems的兩顆GS-065-030-2-L並聯,這凸顯了GaNsystems的GaN HEMT優秀的可並聯性。這是一顆耐壓650V,瞬態耐壓為850V的增強型氮化鎵器件。導阻為50mΩ,採用PDFN8*8封裝,支持1MHz以上的超高開關頻率。器件在設計時簡化了驅動要求,柵極驅動電壓為0~6V,瞬態耐壓為-20~10V,具有更強的可靠性。器件具備開爾文源極,可用於優化柵極驅動。
GaN Systems GS-065-030-2-L 詳細資料。
充電頭網拆解了解到,加拿大氮化鎵系統公司(GaN Systems)功率管此前已被蘋果140W氮化鎵充電器、外星人240W氮化鎵電源、Sicgecs 65W 1A1C氮化鎵超級閃充、ON 65W 2C1A氮化鎵快充插座、PHILIPS飛利浦65W氮化鎵快充摩天輪插座、研吉65W 1A1C氮化鎵快充等產品採用。同時為了縮短產品開發和上市所需時間,GaN Systems也提供65W QR充電器,100W雙USB-C智能PD充電器,140W PFC+QR和250W PFC+LLC快充完整方案供客戶參考。
由於電源內部的PFC控制器為CCM模式,PFC升壓整流管採用一顆碳化矽二極管,利用無反向恢復電流優勢,滿足CCM模式PFC升壓應用。碳化矽二極管來自HOEN富盈,型號為CH3D10065E,是一顆耐壓650V的碳化矽二極管,採用TO252封裝。
在小板背面焊接一顆二極管和磁珠等元件。PCB板為AcePower設計,經查詢AcePower是國內老牌電源製造商歐陸通旗下品牌,致力於為高端IT品牌提供定制化電源設計、製造解決方案。
PFC升壓電感採用EQ3317磁芯,磁芯上纏繞銅箔膠帶屏蔽。PCBA鏤空放置磁芯,降低整體厚度。
高壓電解電容與低壓側元件採用塑料殼進行絕緣。
兩顆高壓電解電容來自SUSCON冠坤,規格均為100μF 450V。
電源適配器初級主控芯片來自恩智浦,型號為TEA2017AAT,是一款數字化可配置LLC和PFC組合控制器,用於高效諧振電源。芯片包括LLC和PFC控制器功能。PFC經配置可在DCM/QR、CCM固定頻率或支持所有操作模式的多模式下運行,優化PFC效率。
芯片內部集成高壓啟動和X電容放電,內部集成驅動器,可直接驅動高壓上管,無需外置驅動器。PFC可配置為DCM/QR,DCM/QR/CCM混合模式和CCM固定頻率三種運行模式,滿足不同功率應用需求。
兩顆LLC開關管來自東微,型號OSS60R190JF,是一顆耐壓650V,導阻為190mΩ的NMOS,屬於超級矽產品,具有極低的導通電阻和低柵極電荷,能夠降低傳導損耗,提升開關性能。
兩顆為主控芯片供電的電解電容分別為330μF 25V和220μF 25V。
LLC諧振電容來自深圳塑鎔,規格為0.047μF 630V。
諧振電感採用EQ19磁芯。
變壓器採用EQ3313磁芯,對應低壓側使用膠帶嚴密纏繞絕緣。
兩顆EL1013光耦分別用於輸出電壓反饋和保護功能。
藍色安規Y電容來自STE松田電子。
同步整流電路一覽,採用兩顆同步整流管和一顆同步整流控制器組合用於LLC輸出同步整流。
次級同步整流控制器採用恩智浦TEA2095T進行同步整流控制,內置兩個驅動器,可以同時驅動兩個同步整流管,支持LLC應用,並支持獨立工作,最高工作頻率可達1MHz。芯片支持4.5-38V供電電壓,支持邏輯電壓驅動的同步整流管。
同步整流管來自英飛凌,型號BSC028N06NS,是一顆耐壓60V的NMOS,導阻為2.8mΩ,採用SuperSO8封裝。
電源適配器輸出側一覽,焊接固態電容,輸出線和指示燈。
五顆輸出濾波電容,品牌與規格相同,為柏瑞凱RF系列5000小時長壽命固態電容,規格為470μF 25V,用於電源輸出濾波。
電源次級採用DIODES AP4310E進行輸出恆壓恆流控制。AP4310E是一顆內置電壓基準的雙運放,配合取樣電阻進行輸出電壓反饋和輸出電流檢測。
R002取樣電阻,採用2512封裝,用於輸出電流採集。
輸出導線冷壓端子後焊接,端子外套熱縮管絕緣。
輸出電源指示燈採用支架固定。
全部拆解一覽,來張全家福。
充電頭網拆解總結
雷蛇這款280W電源適配器,相比傳統電源來說,體積顯著縮小,體現了氮化鎵器件帶來的性能提升。電源適配器採用專用插頭,配合編織線設計,經久耐用。加入指示燈的設計,可以方便的了解電源的通電狀態。
充電頭網通過拆解了解到,雷蛇這款適配器採用歐陸通為其定制化設計的PFC+LLC架構,內部使用NXP恩智浦TEA2017AAT進行PFC+LLC控制。其中PFC升壓開關管採用GaN Systems的GS-065-030-2-L的增強型氮化鎵器件,兩顆並聯,碳化矽二極管來自富盈,LLC開關管採用東微OSS60R190JF。
同步整流由TEA2095搭配兩顆英飛凌BSC028N06NS組成,輸出採用柏瑞凱RF系列長壽命電容濾波。適配器內部PCBA模塊採用銅片包裹進行散熱,內部發熱元件打膠通過散熱片散熱,有效降低溫升。得益於氮化鎵的加持,這款適配器內部結構緊湊,體積得到很好控制,為消費者帶來便攜的大功率電源解決方案。