NCP13992AB 安森美电流模式的谐振控制器支持双口充电芯片？

2019 年，氮化镓充电器引爆了移动电子设备的快充市场，这个领域热度不断升温，像华为、小米、OPPO、三星、甚至苹果都在进场。但是作为较高应用技术门槛的氮化镓充电器，业界大部分充电器厂商还都处于刚起步阶段。

但是就在这种背景下，倍思却先人一步，推出了全球首款 120W 的氮化镓+碳化硅充电器，作为新型半导体材料的双雄，氮化镓与碳化硅的组合能赋予充电器何种改变？其内部的硬件电路设计又会有怎样的不同？本期硬核拆评就来探寻真相。

倍思这款 120W 的氮化镓+碳化硅充电器搭载两个 USB TYPE-C 接口和一个 USB TYPE-A 接口，TYPE-C 接口适用于笔记本电脑和手机快充，单口输出 100W Max，支持 PPS，PD3.0，QC4+等快充协议；TYPE-A 接口适用于手机快充，单口输出 30W Max，支持 QC3.0，SCP，FCP，AFC，PE 等快充协议

拆解

充电器简约精致，输入端外壳和主体机身壳之间采用超声波焊接工艺进行连接封装，不得已带了一些破坏性拆解，拆解完大致样貌就如下图所示。

单从一些细节之处也能看出这个充电器做工用料很良心，比如说散热片，刮掉表层漆可以看到采用的是铜片导热，这在一般的充电器上你是看不到的，铜的导热效果是一般铝片导热的两倍，有助于充气器更快释放热量。

另外充电器内部核心基本采用绝缘导热胶跟导热垫的组合，这对产品本身的可靠性和散热都有比较好的效果，但是对于拆解或者说售后维修就比较惨了，估计这种充电器只换不修。差不多清理了 1 个多小时终于把绝缘导热胶清理干净，下图基本能看清这个充电器的主要硬件方案了。

先看一次侧的输入端，有保险丝，Y 电容，电感，滤波电容，安规电容，EMI 共模电感。

另一侧有整流器。

PWM 控制小板，基于安森美电流模式的谐振控制器，这种垂直设计充分利用了空间，有利于小型化的电源方案设计。

小板旁边是 PWM 控制器的供电电容；主板两个变压器，同时变压器上也有导热贴，贴合散热铜片将热量导到外壳上。

另外板子这边还有一个 PWM 控制板，毕竟充电器由两路不同的高功率输出，所以设计的时候也采用了双 PWM 控制电路，这是罕见的，不过由于绝缘导热胶的缘故，我这里并未将它全部扯下。

主板上的输出端，两个是安森美的二次侧同步整流驱动器 NCP4306；然后一边是磁环电感。

连接磁环电感另一端的是输出端的接口，2 个 USB TYPE-C 以及一个 USB TYPE-A 输出，三个输出接口均采用小块 PCB 板垂直焊接在主控 PCB 板上。

下图是为了看清楚输出端小板上的器件，把其中一路输出的 USB TYPE-C 接口取下来了。可以看到，这个 PCB 小板上设有充电器二次降压电路，通过这颗智融的 USB TYPE-C 控制芯片（SW3516）配合两颗 MOS 管实现降压输出以及协议识别。

其中输出端两个 USB TYPE-C 接口的固态滤波电容规格一致，均为 25V 470μF；而 USB TYPE-A 接口的滤波电容是 25V 180uF；同样小板上的磁环都用热缩管包裹，保护的很好。

一个滤波安规陶瓷电容 ，主要用于输出端的抗干扰。

再来看下电源板的背面，看到之前未清理过的图就知道，PCB 板背面使用了一大片导热贴，这可以将内部电路产生的热量均匀的传递到铜片上，而后传到外壳上，达到均匀散热、避免局部温过过高的效果。

这边是两个万国半导体的 N 沟道 MOS 管，用于同步整流电路，由背面的安森美整流器驱动。

下图红框，此次电源板的重点，两个纳微电子的氮化镓功率 IC，内置驱动器以及复杂的逻辑控制电路，170mΩ导阻，耐压 650V，支持 2MHz 开关频率，采用 5*6mm QFN 封装，节省面积。

两颗光耦，分别对应不同的反馈电路；

又是纳微半导体氮化镓功率芯片，不过型号是 NV6127，相比 6115 是一款升级产品，导通电阻更小，只有 125 毫欧；而黄色框框中的芯片查不到相关的资料，猜测就是官方所说的碳化硅器件，和 NV6127 氮化镓芯片作为一次侧的开关组合，猜测是实现 100W 功率单个 TYPE-C 接口输出的重要硬件组成部分。

所以，综合来看，倍思这个 120W 氮化镓+碳化硅充电器一次侧采用安森美控制器（NCP13992AB ）和纳微半导体 NV6115 氮化镓功率芯片以及同样可能是安森美控制器和一颗不知道具体型号的碳化硅以及纳微半导体 NV6127 氮化镓功率芯片；而二次侧采用安森美同步整流驱动器 NCP4306 搭配万国半导体的 N 沟道 MOS 管进行同步整流；三个输出接口为二次降压设计，两个 USB TYPE-C 接口和一个 USB TYPE-A 接口由两颗智融 USB TYPE-C 控制器SW3516 控制，猜测其中一个 TYPE-C 接口和 TYPE-A 接口共用一颗控制芯片，两颗芯片均为内置同步降压控制器和协议识别，支持功率智能分配。

120W 氮化镓+碳化硅充电器 BOM ：

器件型号功能说明

NCP13992AB 安森美电流模式的谐振控制器

GBU808G整流桥

D06P065（丝印）疑似碳化硅器件

NV6127纳微半导体氮化镓功率 IC，125mΩ导阻

NV6115纳微半导体氮化镓功率 IC，170mΩ导阻

JD102MY1滤波安规陶瓷电容

NCP4306安森美同步整流驱动器

CT1019光耦

AON6268万国半导体 N 沟道 MOS

SW3516智融支持 PD 的多快充协议双口充电芯片

总结

看完拆解，我们不得不承认价格与质量确实成正比，作为一个充电器，299 的售价不便宜，但是通过拆解我们能看到其内部的硬实力非常强悍，采用的硬件基本上都是国外半导体商巨头的元器件，这是作为硬件工程师对这个充电器硬件电路方案的认可；

但是回归到消费者层面，299 的价格也过于敏感，作为一个可代替性超强的充电器我觉得不是每个人都愿意去尝鲜体验；

此外正如我标题所说的，这里有一个非常误导人的文字游戏，120W 的充电器，一般人看到这个都会理所当然的认为对单个电子设备的最大充电功率为 120W，但是如果是业内人，都知道 USB PD 功率传输协议 100W 是峰值，说 120W 显然不符合常理，毕竟倍思不像小米，oppo 等有自己的电子产品，有自己的传输协议或者可以讨巧的采用双电芯等方式实现真正的 120W 充电，它这个就是通用型的充电器，能达到最高功率基本走的是 USB PD 协议。所以我当时被这个产品吸引或者说震惊并不是因为什么氮化镓+碳化硅的吸引点，而是单纯的想知道这 120W 是怎么搞出来的？真相不出意外，这个 120W 其是 3 个接口的总功率，或者说是两个 Type-C 接口能达到的总功率，而单个 TYPE-C 口的充电功率 100W 就是封顶。

因此，在这个前提下再来讨论氮化镓+碳化硅的组合是非常有必要的，氮化镓+碳化硅这种组合并不是让你打破最高充电功率的上限，而是在同等功率密度下能做到更小的体积，做到更高的效率。不过，在普通消费电子市场，氮化镓+碳化硅的组合上限也就这样了，能让我们期待的是这种组合在更高功率层面的应用，多高功率？不是在这种几十到 100W 的快充产品，而是在几百 W 到几千 W 的应用，比如工业、汽车、大功率电机驱动应用场景，所以一叶知秋，氮化镓跟碳化硅的组合不鸣则已，一鸣必将惊人。
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