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拆解报告：SPRUCE 140W 3C1A无线充二合一充电座SPR140
2021-09-03 14:21:19
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现在的多合一无线充电器一般都设计成支持苹果全家桶无线充，使用方便也不是很占桌面。相应的无线充与充电器相结合设计的产品就要少见的多，不过近期充电头网就拿到了这么一款重磅二合一产品。
SPRUCE这款二合一产品不仅拥有10W输出的无线充电板，还拥有一个强大充电器底座，配备3C1A四个USB接口，三个C口还都支持100W PD快充，可直接给笔记本电脑充电。
产品拥有丰富的多口输出策略，不仅能给常说的iPhone、Apple Watch、AirPods同时充电，Mac和iPad也能加入其中，真正意义上的同时充苹果全家桶。
这款另辟蹊径且性能不俗的二合一充电座由东莞市瑞亨电子科技有限公司制造。值得一提的是，瑞亨电子一直走在氮化镓充电器国产化的前沿，去年初推出的首款国产氮化镓65W 2C1A，年底推出首款带PFC版本国产氮化镓100W 2C2A，现如今又带来了首款国产氮化镓140W 3C1A加无线充二合一神作 ，称之为国产氮化镓领航者当之无愧。下面充电头网就对其进行详细拆解，看看做得如何。
一、SPRUCE二合一充电座外观
包装盒正面印有SPRUCE品牌和产品外观图。
背面印有充电器参数信息。
侧面印有接口和Qi标识。
另一侧印有产品卖点标识。
包装内含充电器、电源线、CC数据线、收纳袋和使用说明书。
线缆是编织线更加耐用，线头外壳为金属材质，保护性强。
测得线缆长度约为1米。
电源线两端分别是双脚插头和8字插头。
长度约为2米。
这款产品由充电器底座和无线充电板两部分组成，通过巧妙的设计使得充电板可以收纳，整个机身形成长方体整体，方便携带。
产品机身采用PC阻燃材质黑色外壳，侧身哑光具有类肤手感，无线充电板正面高光亮面处理，中心设有小鸟logo。
充电器底座一侧设有3C1A四个USB接口，均采用黑色胶芯，浑然一体。
另一侧设有小凹槽，方便将无线充电板取出。
机身一端设有8字输入接口和LED灯。
另一端也设有一个LED指示灯。
机身底部外壳上印有产品参数、简图、接口区别标识和认证信息，四角贴有防滑胶垫。
型号：SPR140
输入：100-240V~50/60HZ 2.5A
C1/C2/C3输出：100W Max（PD 3.0）
A1输出：36W Max（QC 3.0）
双口输出：
C1+C2=C1+C3=C1+A1=C2+C3=C2+A1=100W+30W=130W
三口输出：
C1+C2+C3=C1+C2+A1=96W+18W+18W=132W
四口输出：
C1+C2+（C3+A1）=87W+30W+（7.5W+7.5W）=132W
无线充输出：10W Max（全程）
制造商：东莞市瑞亨电子科技有限公司
充电座已经通过了PSE、CE、FCC、ETL、RoHS认证。
测得机身长度为110.21mm。
宽度为80.19mm。
厚度为47.97mm。
和iPhone 12 Pro Max直观对比。
拿在手上的直观大小。
重量约为470g。
将无线充电板取出即可摇身一变成为立式无线充底座，而且是不仅仅支持无线充，底座USB口还能给设备进行最大100W快充，最多可同时给五台设备充电，简直是桌面充电神器。
机身上预设有档板，此外凹槽内还有防滑胶垫，有效防止手机滑落。
充电器底座顶部设有散热孔。
两侧设有定位板。
手机无线充电使用场景一览，支持竖放无线充电。
也支持横放无线充电，该场景下还方便用户边充电边刷剧。
接通电源，指示灯亮淡蓝色光。
无线充电板的指示灯亮白光。
使用ChargerLAB POWER-Z KT002测得USB-C1口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP协议，以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PE2.0、PD3.0、PPS多个快充协议。
此外PDO报文显示C1口还具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五组固定电压档位，以及3.3-11V3A PPS电压档位。
另外测得C2口兼容协议和C1口的相同。
PDO报文也相同。
C3口协议也相同。
PDO报文也相同，也就是说三个C口单口输出性能一样，都支持100W大功率快充，使用方便。
最后测得A口支持QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PE2.0快充协议。
二、SPRUCE二合一充电座拆解
防滑垫下隐藏有螺丝。
拆掉底部外壳，PCB板左上角贴有导热垫。
底部外壳上有黄铜散热片和隔离板，对应导热垫处冲压镂空，散热片和导热垫直接接触，导热效果更好。
PCB板使用固定柱固定，导热垫下是三颗氮化镓功率芯片。
将充电器模块取出，模块正面以及机身壳顶部都有黄铜散热片帮助散热。输出端小板连接导线给无线充电板供电。
测得充电器模块长度为105.19mm。
宽度为75.55mm。
厚度为21.32mm。
将散热片拆掉。
PCB板正面一览，电容、电感、变压器等器件统统打胶加固，高压侧设有多达7颗高压滤波电解电容，输出端USB母座则均焊接在小板上，左侧中间是PFC升压电感和变压器。
PCB板背面一览，初次级分界明显，最显眼的莫过于右上角的三颗氮化镓开关管。
通过观察发现，充电器采用带PFC升压电路的高集成LLC开关电源方案，外围器件相当少，整个主板背面看上去很简洁。下面我们就从输入端开始一一了解各元器件的信息。
输入端一览，左侧设有延时保险丝、NTC浪涌抑制电阻，右侧设有压敏电阻、共模电感和安规X电容。
延时保险丝规格为5A 250V。
NTC浪涌抑制电阻，用于抑制上电浪涌电流。
10D471K压敏电阻特写。
共模电感底部打胶加固。
另一颗外套绝缘管保护，两级设计用于滤除EMI干扰。
安规X电容特写，容量0.33μF。
PCB板一侧设有整流桥、高压滤波电解电容、谐振电容等器件。
另一端有主控芯片供电电容、PFC升压电感、变压器、指示灯、输出滤波固态电容等。
整流桥特写，15A800V耐压。
滤波电感外套绝缘管。
CBB22薄膜滤波电容，105J450V。
另一颗CBB22薄膜电容特写。
主控芯片供电电容特写，规格为50V 47μF。
充电器主控芯片采用NXP恩智浦TEA2016AAT，内置LLC控制器和PFC控制器，内置数字架构控制，简化了设计的同时减少外围元件数量，芯片内置多重完善的保护功能。
PFC升压开关管采用英诺赛科INN650D02氮化镓功率芯片，额定耐压为650V，峰值耐压750V，导阻低至0.2Ω，符合JEDEC标准的工业应用要求，支持ESD保护，支持开尔文源极。最高工作温度150℃。
INN650D02 “InnoGaN”开关管高频特性好，且导通电阻小，适合高频高效的开关电源应用，采用DFN8*8封装，具备超低热阻，散热性能好，适合高功率密度的开关电源应用。
值得一提的是，INN650D02 “InnoGaN”开关管基于业界领先的8英寸生产加工工艺，是目前市面上最先量产的先进制程氮化镓功率器件，这项技术的大规模商用将推动氮化镓快充的快速普及。
英诺赛科 INN650D02 详细资料。
充电头网拆解了解到，该氮化镓开关管还被联想小新100W双C口氮化镓快充、努比亚30W氮化镓快充、努比亚120W 2C1A三口氮化镓快充、品胜65W 2C1A氮化镓快充、红魔手机6 Pro标配120W PD氮化镓快充、REMAX 100W氮化镓充电器、摩米士100W 2A2C氮化镓快充、努比亚65W PD氘锋氮化镓快充、飞频65W PD氮化镓充电器、魅族65W氮化镓充电器等多款产品采用，芯片质量获得市场认可。
PFC升压整流管特写，为美浦森 MSM06065G1碳化硅二极管，采用DFN5*6封装，超薄封装节省体积，适用于高功率密度的大功率氮化镓适配器中。
PFC升压电感特写，包裹绝缘胶带。
三颗大的高压滤波电解电容规格为450V 22μF。
四颗小的电容规格为450V 10μF，滤波电容容量共计106μF。
MMKP82谐振电容，333J1000V。
谐振电感特写。
LLC开关电源的两颗高压开关MOS管也是采用的英诺赛科INN650D02氮化镓功率芯片。
变压器特写。
CT 1019光耦，用于初级次级通信，反馈输出电压。
Y电容特写。
另一颗Y电容特写，两颗均来自JNC东莞嘉耐电子有限公司。
次级同步整流控制器采用恩智浦TEA2095，这是一颗专用于LLC拓扑的同步整流控制器。
谷峰GT55N06同步整流管，耐压60V，DFN5*6封装，采用两颗进行LLC同步整流。
两颗输出滤波固态电容来自福建云星电子有限公司，规格为25V 680μF。“YX”牌固态电容专门针对USB PD快充设计，在105℃的工作环境下仍能保证2000小时的寿命，同时兼具耐高温、耐大纹波、低ESR等特性。
第三颗规格为25V 470μF。
指示灯特写。
输出端一览。
拆掉小板，发现主板上有一颗MCU，用于多口输出功率智能分配。
观察发现三个C口母座所在小板上设有相同的DC-DC二次降压输出方案，而且从功率分配可以了解到C3口和A1口共用一路。小板正面均设有降压协议芯片以及三颗MOS管。
背面都设有降压电感和滤波电容。
三路二次降压电路主控芯片都是采用智融SW3518S。这是一款高集成度的多快充协议双口充电芯片，并已经通过了VOOC认证。芯片支持A+C口任意快充输出，支持双口独立限流，集成了5A高效率同步降压变换器，支持PPS、PD、QC、AFC、FCP、SCP、PE、SFCP、VOOC等多种快充协议，最大输出PD100W。
智融SW3518S资料信息。
充电头网拆解了解到，智融SW3518S此前已被爱莎瓦特65W 2A1C氮化镓快充、闪极90W 2C1A氮化镓快充、飞利浦65Ｗ氮化镓快充插座、雷柏65W GaN快充、电友65W 2C1A氮化镓快充等，此外智融的快充芯片还可用于USB PD快充移动电源、快充车充等领域。
外挂两颗SLN30N03T MOS管输出同步整流降压。
降压电感外套绝缘管保护。
输出滤波固态电容也是来自云星电子，规格为25V 220μF。
USB-C口输出VBUS开关管也是SLN30N03T。
此外还采用一颗用于C3口和A1口端口输出分配。
USB-C口母座特写，过孔焊接。
USB-A1口特写。
此外A口母座所在小板上也设有一路降压电路，不过是降压为无线充供电。
小板背面设有降压电感、滤波电容和连接插槽。
芯潭微NDP1460QB是一款高效率单片同步降压DC/DC转换器，支持7-38V宽范围电压输入，能够提供高达6A的连续输出电流。该芯片集成14mΩ高/低压侧开关，支持内环补偿、软启动，采用散热增强的QFN5*5封装。
降压电感特写。
滤波电容特写，规格为25V 220μF。
插槽特写。
将无线充电板拆开，内设无线充PCB板和双线圈。
PCB板正面一览，左侧是无线充主控芯片，右侧四颗MOS管两颗用于线圈驱动，两颗用于线圈切换。
小板背面没有元器件，电容沉板焊接降低厚度。
无线充主控芯片采用英集芯IP6809，这是全球首款获授权支持Quick Charge 3.0输入认证的无线充SoC芯片。
IP6809支持快充充电器输入，5-15W输出，支持2-3个线圈，内部集成NMOS驱动和电压电流解调，支持异物检测功能，低静态功耗，高效率，兼容NPO和CBB电容，并且支持多种保护功能，采用QFN40封装。
充电头网拆解了解到，英集芯的快充芯片可用于车充、移动电源、适配器等各种充电领域，此前已被小米、京东京造、华为、三星、特斯拉、联想YOGA、公牛、绿联、倍思、Aohi、红魔等知名品牌的百余款产品采用。
其中两颗MOS管采用AGMSEMI AGM311MAP，耐压30V，导阻10.5mΩ，DFN3.3*3.3封装，用于线圈驱动。
另一颗AGMSEMI AGM311MAP驱动MOS管特写。
另外两颗MOS管也是来自AGMSEMI，型号AGM311MN，耐压30V，导阻10.5mΩ，SOP-8封装，用于两个线圈切换。
谐振电容特写，404J100V。
线圈绕制紧密并打胶固定。
隔磁片背面贴有双面胶帮助固定。
全部拆解完毕，来张全家福。
充电头网拆解总结
SPRUCE这款无线充底座是市面上比较少有的无线充、充电器二合一新品，不仅拥有立式无线充的立体机身优势，不占用桌面空间，而且配备多个USB接口，全部使用的情况下，支持87W+30W+7.5W+7.5W+10W（无线充）输出，可以说完美适配苹果全家桶。
当然USB接口支持QC、AFC、FCP、SCP、PE2.0、PD3.0、PPS全主流快充协议，兼容性很好，使得产品不局限于苹果设备，也可以和其它品牌设备使用。产品集有线无线充于一身，拥有小体积、多接口、大功率等卖点，是一款相当不错的桌面充电座。
充电头网通过拆解了解到，产品充电器部分采用了恩智浦TEA2016AAT+TEA2095高集成LLC开关电源方案，搭配了三颗英诺赛科INN650D02氮化镓功率管，美浦森MSM06065G1碳化硅二极管，氮化镓和碳化硅双料加持，可靠性、效率等有保证。输出端三路DC-DC降压方案则均采用智融SW3518S。此外全部采用云星电子固态电容进行输入滤波，保证了输出纯净。
另外拆开无线充电板发现，无线充方案采用的是英集芯IP6809，集成度高。总的来说产品用料不错。
