前言

碳化硅作為第三代半導體材料的核心代表之一，憑借其高耐壓、低導通損耗、優(yōu)異的熱導率以及高頻開關特性，在電力電子領域展現(xiàn)出廣闊的應用前景。

隨著茂睿芯、必易微、英集芯、杰華特和智融科技等廠商陸續(xù)推出支持碳化硅直驅(qū)的電源主控芯片，碳化硅器件在快充領域的應用門檻被大幅降低。碳化硅快充產(chǎn)品逐漸從百瓦級大功率向30W、45W和65W等主流功率段滲透，應用場景不斷拓展。

充電頭網(wǎng)近期又拿到了TOPADRE一款45W碳化硅充電器，其搭載了英嘉通IGC360R075X1P高性能碳化硅功率MOSFET，下面我們來看看產(chǎn)品的具體設計。

TOPADRE 45W碳化硅充電器外觀

TOPADRE 45W碳化硅充電器為直板造型加白色塑料外殼的經(jīng)典外觀設計，機身表面啞光處理，兩側(cè)過渡圓潤，整體做得也比較小巧。

機身正面印有TOPADRE品牌。

輸入端外殼上印有充電器參數(shù)信息。

產(chǎn)品參數(shù)特寫

型號：RCE-4503ACLUS

輸入：110-240V~50/60Hz 1A

輸出功率：45W Max

USB-C：5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V2.25A

USB-A：5V3A、9V2A、10V2A、12V1.5A

USB-C+USB-A：Max 25W（5V2.4A、9V2.22A、12V2.08A）+Max 18W（5V2.4A、9V2A、12V1.5A）

制造商：深圳市瑞吉達科技有限公司

產(chǎn)品通過了FCC認證。

充電器配備固定式美規(guī)插腳。

另一端設有1A1C雙USB接口。

實測充電器機身長度為44.52mm。

寬度為39.03mm。

厚度為33.55mm。

和蘋果40W動態(tài)快充充電器放在一起對比，TOPADRE這款更加細長一點。

充電器拿在手上的大小直觀感受。

另外測得充電器重量約為89g。

測得充電器USB-C口支持QC3.0/4+、AFC、PD3.0、PPS、DCP、Apple 2.4A充電協(xié)議。

PDO報文顯示還具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V2.25A五組固定電壓檔位，以及5-11V4.5A一組PPS電壓檔位。

測得USB-A口支持QC3+、FCP、SCP、DCP、Apple 2.4A充電協(xié)議。

TOPADRE 45W碳化硅充電器拆解

將充電器機身頂部外殼切割開。

進一步切割外殼取出PCBA模塊，充電器輸入端為接觸通電設計。

實測充電器內(nèi)部模塊長度為40.64mm。

寬度為34.21mm。

厚度為28.61mm。

PCBA模塊灌膠成一個整體用于提升散熱性和耐候性，同時也可以提升內(nèi)部穩(wěn)定性。

將導熱膠清理掉，PCBA模塊初次級間還設有麥拉片進行隔離。

將導熱膠以及麥拉片全部清理掉，可以看到PCBA模塊由三塊小板堆疊設計，主板正面除焊接另外兩塊小板外，還設有高壓濾波電解電容、主控芯片供電電容、變壓器等器件。

主板背面設有初級控制器、初級開關管、光耦、貼片Y電容以及同步整流芯片。

模塊一側(cè)焊接輸入小板，板子背面無器件。

將小板拆下，正面設有貼片保險絲、共模電感、安規(guī)X2電容、整流橋以及差模電感。

貼片保險絲額定電流3.15A。

共模電感特寫，用于濾除EMI干擾。

安規(guī)X2電容來自東莞成希電子，容量0.22μF。

整流橋來自MiraclePower美祿科技，型號FMSB810。

差模電感特寫。

模塊前端一覽，主板上還設有高壓濾波電解電容、主控芯片供電電容以及變壓器。

另一顆差模電感特寫。

兩顆高壓濾波電解電容規(guī)格均為400V33μF。

主控芯片來自智融科技，型號SW1192H，這是一款為離線式反激電源與充電器量身設計的高頻準諧振電流模式PWM控制器，內(nèi)置DRV驅(qū)動級，能直接驅(qū)動SiC MOS管，最大輸出上拉/下拉電流能力分別達約100mA/500mA，可簡化外部驅(qū)動電路設計并支持瞬態(tài)功率需求。

SW1192H支持12–90V超寬范圍VDD供電，并內(nèi)建軟啟動、頻率抖動以及谷底導通/谷底鎖定等準諧振優(yōu)化策略，可有效降低開關損耗并改善EMI性能，從而在高頻工作下仍能保持較高能效與良好電磁兼容表現(xiàn)。

SW1192H支持QR/DCM/BURST多模式工作，并在輕載條件下自動進入降頻或突發(fā)模式以降低待機功耗；其智能谷底鎖定能把MOS管導通時刻盡量靠近諧振谷底，從根本上減少開關損耗，適合要求高功率密度與低損耗的USB PD與GaN方案。

SW1192H集成了包括brown-out、VDD過壓、輸出過/欠壓、逐周期電流限制、異常過流、過載、CS開路、片內(nèi)/片外過溫等完整的保護機制。采用SOT23-6封裝。

初級開關管來自INGACOM英嘉通，型號IGC360R075X1P，這是一款耐壓750V的高性能碳化硅功率MOSFET，專為滿足高壓、高效率的電力電子應用而設計。

該器件在實現(xiàn)高阻斷電壓的同時保持了極低的導通電阻，可有效降低導通損耗；其低寄生電容特性支持超高速開關，能顯著提升系統(tǒng)的工作頻率和功率密度。

IGC360R075X1P具有正向溫度系數(shù)，易于并聯(lián)使用且驅(qū)動簡單，同時具備強大的抗雪崩能力，確保在復雜工況下的可靠性與魯棒性。此外，產(chǎn)品符合無鹵素及RoHS標準，滿足全球環(huán)保法規(guī)要求。

主控芯片供電電容規(guī)格為100V10μF。

變壓器特寫。

OR 1009光耦特寫，用于輸出電壓反饋。

貼片Y電容來自四川特銳祥科技股份有限公司，具有體積小、重量輕等特色，非常適合應用于氮化鎵快充和服務器電源這類高密度電源產(chǎn)品中。料號為TMY1102M。

充電頭網(wǎng)了解到，特銳祥貼片Y電容除了被倍思高通QC5認證100Ｗ氮化鎵快充、麥多多100W氮化鎵充電器、OPPO 65W超級閃充氮化鎵充電器、聯(lián)想90W氮化鎵快充、努比亞65W氮化鎵充電器、倍思120W氮化鎵+碳化硅PD快充充電器等數(shù)十款大功率充電器使用外，也可應用于海陸通、第一衛(wèi)、貝爾金等品牌20W迷你快充上，性能獲得客戶一致認可。

輸出端焊接固態(tài)電容以及小板。

將輸出端小板拆下，板子正面設有同步降壓轉(zhuǎn)換器、降壓電感、濾波固態(tài)電容以及VBUS開關管。

另一面設有兩顆協(xié)議芯片。

同步整流芯片來自HCWSEMI恒成微，型號MX7710D，這是一款快速關斷的高性能次級同步整流變換器，集成100V/7mΩ MOSFET，可以在高效反激式開關電源中替代傳統(tǒng)二極管整流器，降低整流器壓降，提升效率，減少系統(tǒng)損耗，簡化系統(tǒng)的熱處理。

輸出濾波固態(tài)電容規(guī)格為25V680μF。

協(xié)議芯片采用慧能泰HUSB382，這是一顆支持USB-C和USB-A口的協(xié)議芯片，芯片內(nèi)部集成用于接口輸出控制的VBUS開關管，進一步簡化外圍元件。HUSB382支持5V，9V，12V FPDOS和兩個可編程的APDOS，HUSB382A支持5個FPDOS和兩個可編程的APDOS。

HUSB382支持Chip-Link技術，支持多芯片通信。芯片內(nèi)部集成過壓保護，欠壓保護，欠壓閉鎖，過電流保護，快速過電流保護，CC和DPDM引腳過電壓保護和熱關斷保護，芯片提供QFN4*4-32L封裝，適合于快充充電器和車充應用。

另一顆協(xié)議芯片采用慧能泰HUSB363，其專為USB Type-C電源供應端產(chǎn)品而設計，支持多個 PDO，并可針對不同應用（如 PPS PDO）對電壓和電流進行編程。所有 PDO 均完全符合 USB PD 規(guī)范 Rev.3.2 Ver. 1.1。

HUSB363還實現(xiàn)了DPDM充電協(xié)議。其 D+和D-引腳可配置以支持QC2.0/3.0/3+、AFC、FCP、SCP、UFCS以及Divider 3模式，為傳統(tǒng)設備提供了出色的兼容性。

HUSB363集成了一個柵極驅(qū)動器，用于控制從VIN到VBUS的功率路徑，從而保護連接到USB Type-C接口的設備。芯片提供QFN4x4-24L和QFN4x4-16L封裝。

同步降壓轉(zhuǎn)換器來自NDPSEMI芯潭微，型號NDP13401KC，這是一款高效、單片同步降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，采用恒定頻率的平均電流模式控制架構(gòu)。

該器件可提供高達4.0A的連續(xù)負載電流，并具備優(yōu)異的線路和負載調(diào)節(jié)性能。其輸入電壓工作范圍為4.6V至30V，可輸出3.3V至25V的可調(diào)電壓。采用SOP8封裝。

搭配的降壓電感特寫。

降壓輸出濾波固態(tài)電容規(guī)格為16V220μF。

VBUS開關管來自創(chuàng)芯微，型號CMT3050K，NMOS管，耐壓30V，導阻5.5mΩ，采用PDFN3.0*3.0封裝。

創(chuàng)芯微CMT3050K資料信息。

全部拆解一覽，來張全家福。

充電頭網(wǎng)拆解總結(jié)

最后附上TOPADRE 45W碳化硅充電器的核心器件清單，方便大家查閱。

TOPADRE 45W碳化硅充電器機身小巧便攜，1A1C雙接口配置能夠滿足手機、平板等主流設備的日常快充需求。USB-C口支持45W PD/PPS快充，USB-A口則兼容多種快充協(xié)議，在此基礎上，還支持25W+18W雙口同時快充策略，整體兼容性與實用性表現(xiàn)均衡。

充電頭網(wǎng)通過拆解發(fā)現(xiàn)，充電器內(nèi)部采用了高集成度的堆疊PCB設計，并輔以灌膠工藝提升散熱與可靠性。核心方案方面，其采用了智融科技SW1192H高頻準諧振PWM控制器搭配英嘉通750V碳化硅MOSFET的初級架構(gòu)，次級側(cè)則由恒成微MX7710D同步整流芯片。

輸出使用慧能泰HUSB382/HUSB363雙協(xié)議芯片控制，并輔以芯潭微NDP13401KC同步降壓轉(zhuǎn)換器為雙口輸出提供獨立電壓轉(zhuǎn)。整套方案充分發(fā)揮了碳化硅器件耐壓高、開關損耗低的優(yōu)勢。

總體而言，TOPADRE這款45W充電器在碳化硅技術路線的探索上做出了積極嘗試，為中小功率快充市場提供了除氮化鎵之外的另一高性能選擇，對未來快充方案的多元化發(fā)展起到積極促進作用。