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2021年10月19日凌晨1点苹果举行特别活动,发布了AirPods 3、2021 Macbook Pro,另外还带来了HomePod mini新配色。虽然发布会前苹果就通过一张宣传图暗示本次发布的新品会非常炸裂,很多人也都有了心理准备,但真到Macbook Pro环节,大家还是被震撼到了。

全球首款PD3.1快充充电器,苹果140W氮化镓快充首发拆解

新款MacBook搭载现今最强的笔电处理器M1 PRO / M1 MAX,巨大的性能提升让很多小伙伴惊呼这是把整管牙膏都挤了出来。此外16英寸的MacBook Pro更是支持最高140W大功率快充,是全球首款支持USB PD3.1快充技术的笔记本电脑。

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除了标配基于氮化镓黑科技设计的140W快充充电器外,还有一根特殊的USB-C to MagSafe3线,通过这两个配件才能实现140W快充,二者缺一不可。

苹果这款140W氮化镓快充的出现,算是开启了USB PD3.1快充时代的大门,因此受到很多人的关注。充电器虽为新款MacBook Pro16标配,但苹果官网也有零售,售价729元。

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苹果此前推出过5W、10W、12W、18W、20W、29W、30W、61W、87W、96W等多款充电器,绝大部分充电头网都拆解过。关于新款MacBook Pro 16的充电兼容性测试,充电头网找来了苹果18-140W PD快充家族,具体的功率、兼容性表现情况请查阅相关评测文章。

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苹果目前已经建立了自家的PD快充生态,旗下PD快速充电已经覆盖了18W到140W的功率段,而此次首发的支持USB PD3.1的140W氮化镓充电器也是目前苹果推出的功率最高的一款PD快速充电器了。

很多小伙伴很好奇首款PD3.1快充氮化镓充电器内部是怎么设计的,采用的是什么架构。充电头网下面就对这款充电器进行详细拆解,为大家一一解答。

一、苹果140W氮化镓充电器外观

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苹果这款140W氮化镓充电器延续简洁白色外壳设计,外壳高光亮面处理,边角过渡圆润。

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设计上和以前的61W、87W、96W三款充电器保持统一风格,造型由传统的正方形变为长方形,非常容易分辨。

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机身中心设计有苹果logo。

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输入端一侧外壳上印有充电器名称,型号A2452,制造商为伟创力电源(东莞)有限公司。

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另一侧外壳上印有充电器输入输出参数

输入:100-240V~50/60HZ 2A

输出:5V3A、9V3A、15V5A、20.5V5A、28V5A

充电器已经通过了CCC、KC认证。

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充电器配备的是可折叠国标插脚,两侧加入双翼设计,日常使用更稳定。

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插脚也是延续独具特色的独立模块设计,可拆卸更换。

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插脚模块外壳上印有“2.5A 250V~CH677-1725”和"Longwell China"字样,Longwell良维是苹果充电器插头的三大供应商之一,充电头网在此前科普鉴别真假苹果转接插头的文章时介绍过。

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凹槽里印有中国英文缩写“CHN”。

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8字型塑料插脚特写,中间不规则凹槽设计可以起到固定防松动作用。

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T型固定座特写,而且可以充当地线使用。

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插槽内印有SN码:C4H141207C216YCAT。

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将充电器与MacBook Pro连接,可以获取充电器的相关信息,其功率为140W,序列号为C4H141207C216YCAT,与插脚外壳上丝印的信息一致。

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使用ChargerLAB POWER-Z MF001读取得充电器SN码也是C4H141207C216YCAT。

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输出端配备单USB-C接口,白色胶芯。

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C口母座外壳也是独立设计。

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测得充电器机身长度约为96.13mm。

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宽度为75.17mm。

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厚度为28.68mm。

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和苹果96W充电器对比,更高也更窄。

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拿在手上的直观感受。

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重量约为277g。

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使用ChargerLAB POWER-Z KT002检测USB-C口输出协议,显示支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A、DCP、PD3.0协议,实际上充电器支持最新的PD3.1快充标准。

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此外测得USB-C口还具备5V3A、9V3A、15V3A、20V4.7A四组固定电压档位,实际上充电器还具备28V5A电压档,最大输出功率140W。

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使用ChargerLAB POWER-Z KM001C实测苹果这款140W氮化镓充电器通过MagSafe 3为MacBook Pro 16充电,功率为27.73V 4.92A 136.68W。

二、苹果140W氮化镓充电器拆解

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通过切割方式将外壳拆开。

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外壳非常厚实保护性强,同时边缘打胶对内部模块进行加固。

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输入端一根导线连接T型固定座做接地处理。

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AC导线端子焊点套有热缩管绝缘。

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充电器模块覆盖大型金属散热片,起到均匀散热效果。

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散热片使用螺丝进行固定。

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侧边部分区域粘贴绝缘胶带。

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测得模块长度为87.6mm。

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宽度为67.07mm。

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厚度为23.2mm。

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将散热片拆掉,露出模块。

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散热片内侧设有绝缘隔离板。

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模块正面一览,电容、电感等器件打胶,变压器上覆盖塑料壳。

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将塑料壳拆掉。

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主板背面覆盖软胶垫绝缘保护,对应芯片、电容等处镂空处理。

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芯片上涂有导热胶并贴有石墨导热贴纸。

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主板正面一览,中心区域设有高压滤波电解电容、电流互感器、薄膜电容、供电电容等器件,高压滤波电解电容横置并套有绝缘胶套。

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将正面元器件拆掉,可以看到板子上还有四颗二极管、两颗驱动器、光耦、协议芯片以及输出VBUS开关管。

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主板背面一览,主要设有PFC升压电路和LLC开关电源的控制器以及MOS管等。

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输入端一览,安规X电容套有塑料壳,顶部设有保险丝并套有绝缘管,两个器件缠绕胶带固定在一起。右边设有两颗英飞凌MOS管。

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保险丝额定电流3.15A。

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安规X电容特写。

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共模电感两级设计,用于滤除EMI干扰。

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另一颗共模电感蓝黑双线绕制。

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一颗TVR10621M压敏电阻,用于输入过压保护。

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输入端采用四颗二极管组成的整流桥。

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另外两颗二极管特写,搭配英飞凌CoolMOS IPA65R095C7进行主动整流。

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两颗丝印65C095C7的英飞凌MOS管,IPA65R095C7,用于提升整流效率。

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另一颗英飞凌IPA65R095C7特写。

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侧边设有薄膜滤波电容及磁环滤波电感,输入端整流后滤波。

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两颗薄膜电容特写。

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磁环滤波电感特写,打胶加固。

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PFC升压电感和降压电感,右侧是输出Type-C母座,采用排线连接固定。

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NXP恩智浦TEA19162T PFC升压控制器。

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两颗ST MOS管用于PFC升压,丝印36N60PF8N。

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另一颗特写。

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PFC整流管为安森美 FES10J,耐压600V,电流10A的超快恢复二极管。

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PFC升压电感特写。

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高压滤波电解电容来自红宝石,规格为450V 82μF。

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驱动东芝和英飞凌开关管的驱动器,定制型号,来自安森美,丝印SC530C。

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东芝 TK210V65Z,NMOS,耐压650V,导阻175mΩ,DFN8*8封装。

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英飞凌 IPL65R1K5C6S NMOS,耐压700V,导阻1.5Ω。

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用于检测降压级输入电流的电流互感器。

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丝印AZV的芯片。

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降压电感特写。

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第三颗蓝色薄膜滤波电容特写。

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主控芯片供电电容也是来自红宝石,规格为35V 47μF。

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另一侧设有LLC开关电源以及输出相关器件,可以看到有变压器、输出滤波固态电容以及输出VBUS开关管等。

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ST STM32G071KB M0内核MCU,内置128K Flash,36K RAM,主频64MHz,采用UFQFPN32封装,用于电源初级驱动控制。

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用于驱动两颗氮化镓开关管的驱动器,定制型号,来自安森美,丝印SC278A。

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初级氮化镓开关管为GaN Systems,650V耐压,增强型氮化镓开关管。

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两颗谐振电容来自VISHAY。

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变压器由Sumida胜美达提供。

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两颗黑色Y电容用于抗干扰。

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用于输出电压反馈的光耦。

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另一颗光耦特写,用于电路保护。

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Y电容特写。

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为同步整流控制器供电的降压转换器。

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两颗定制型号的同步整流控制器,来自安森美。

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同步整流管为安森美NTMFS6H801NL,耐压80V,导阻2.7mΩ。

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输出滤波固态电容规格为35V 680μF。

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协议芯片采用英飞凌CYPD3135,这也是业界首款USB PD3.1快充协议芯片,由苹果向英飞凌定制。

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输出端电流检测电阻,四线电阻。

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用于输出电流检测的放大器。

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输出VBUS开关管来自AOS万代,AON6590A,耐压40V,导阻0.99mΩ,DFN5*6封装。

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USB-C端口通过柔性电路板与主控PCB板连接。

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全部拆解完毕,来张全家福。

充电头网拆解总结

苹果这款140W氮化镓充电器作为新款MacBook Pro标配充电器,延续光滑圆润风格设计,配备独立模块设计可拆卸折叠插脚,便携便用。当然作为首款支持USB PD3.1快充的充电器,支持最大28V5A 140W快充,性能也是杠杠的。

充电头网通过拆解了解到,这款140W氮化镓充电器保持苹果一贯的高水准用料做工要求。采用PFC+同步降压+LLC开关电源架构设计,推测为LLC固定变比,通过同步降压调节输出电压。输入端设有主动被动相结合的整流电路,控制器、MOS管大多为定制料号,来自意法、英飞凌、安森美、东芝等国际知名大厂。

电源初级采用一颗ST单片机控制,搭配两路安森美驱动器进行降压和LLC控制,此外还有两颗氮化镓功率管。日系红宝石电解电容进行初级侧滤波,次级侧同步整流控制器和同步整流管均来自安森美,整体又是一款堆料十足的产品,可以说相当符合苹果风格。

作为全球首款支持USB PD3.1快充的充电器,其推出的意义是不言而喻的,相信在苹果的影响下,更多的厂商会快速跟进,届时一系列支持新快充标准的笔电、充电器、数据线等配件也会如雨后春笋般纷纷冒出,消费者也会享受到科技升级带来的好处。

此前充电头网还拆解过苹果Watch Series 7原装磁吸无线充、苹果USB-C to USB转换器、苹果雷电3转雷电2转换器、苹果原装MagSafe行动电源、苹果新款iMac标配USB-C to Lightning编织线、苹果MagSafe Duo Charger双项无线充电器、苹果原装2米雷电3 Pro数据线等产品,欢迎查阅。

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