立即下载 知乎日报 每日提供高质量新闻资讯

2018,「无手星人」的一年

图片:高克 / 知乎

回顾剁手的一年,有哪些好东西让你一边吃土,一边享受?

本篇内容来自知乎 2018 好物专题 · 「无手星人」的一年,欢迎关注~

如何评价联想发布的 ThinkPlus 口红电源 ?

高克,IC公司系统工程师、EE、电气工程

我在 11 月 30 日的时候收到了 thinkplus 口红电源,随后就做了一系列测试和拆解。简短总结为几个方面:

  1. 外形讨巧,虽然不是市面上最小的 60W-65W PD 适配器,但却是小型适配器中性价比相当高的一款。功率密度相比台达的 Powergear 和 Finsix 的 Dart 都差了一大截,但略高于小米的 65W. 外观观感看起来比小米 65W 小很多,但算体积却只略小了一点。
  2. 没有采用最新的诸如高频 QR, 有源钳位反激等高频小型化技术,而是采用了传统的反激 + 同步整流。原边主控采用了通嘉的芯片,副边同步整流则用了美国芯源半导体的芯片,原副边 MOS 则都用了英飞凌
  3. 做小体积的关键是,其较高的功率密度和精巧的结构设计。在 20V 输出 3A 时,效率高达 94%。高效率为小型化提供了基础。而结构上,原副边 MOS,整流桥这几个发热大的器件采用了贴片,并且通过导热胶把热量传导到贴片散热器再传导到外壳上。整体看起来,小小的体积内紧凑布满了器件,并用铁片散热器包裹了整个电路板

4、纹波都小于 150Mv; 测试了温度,在去掉外壳和散热器条件下,55 度环温条件下,原副边 MOS 和整流桥是最热的器件。

以下是正文:

11 月中时,联想举行发布会,推出了 thinkplus 系列新品,包含了 thinkplus 口红电源、行李箱、双肩包、精英靠背等。(口红电源:我在哪?我走错片场了吗?口红和精英靠背更配吧 --!)

重点来了,thinkplus 口红电源拍的硬照也很带感,关键是并不贵。(需要注意的是其支持 USB PD 3.0 +QC 3.0, 但不支持 QC 4.0。官网最开始有误标 QC 4.0, 后来逐个打电话给预定客户通知不支持 QC 4.0,可以选择退款)

主打卖点:体积小、功率大、双头 TYPE-C, 全电压输入。

有多不贵呢,刚上市的时候开启预定,只要 149 元!149 元 65W,去京东搜一搜,低于 150 元的 TYPE-C 适配器寥寥可数。于是快速下单,锁定了一台。

11 月的最后一天,就收到货了。我忍着立刻拆开它的渴望,给它拍了几张软照

看着确实很美,但是这钢琴漆面非常容易粘指纹啊。

制造商是南京博兰得,Powerland。从 KW 级的电源到几十瓦的适配器都做。

它支持 5V3A,9V3A,12V3A,15V3A,20V3.25A.

这篇文章要解决哪些问题?

1、这玩意儿有多小,功率密度有多高?在可以买到的小体积 65W 充电器中,体积、价格如何?

2、是 ACF? 是普通反激?还是和华为最新充电器用的技术有关?用了硅还是 Gan?

3、联想投资了 Finsix,Finsix 之前号称最小的 Dart,二者技术上有关联吗

4、用了哪些器件,开关频率多高?

先上个表格,比较了联想、台达、FINSIX 以及小米这四家的 60W 以及 65W 小适配器。 从表中可以看到台达 Powergear 60C 和 FINSIX DART 最小,功率密度最高,但价格也最美好。没看错,就是 119 美元!

联想和小米相比,宽度减小了一半,厚度有增加,长度有增加,但是形状变成长条型,拿在手里会感觉到小了很多。从表格中可以看到联想和小米相比,其功率密度并没有提升很大。

既然说是口红电源,那肯定要和口红比对一下。

口红电源和家里的口红相比确实长度相似,但高度和厚度都更厚。体积也比三个苹果的 5V1A 充电器合起来要大。

重量上口红电源 122 克,一元硬币的重量是 6 克左右,一部 iphone7 的重量是 138 克。

现在开始拆解

拆解方法及步骤见下图,工具就是凿子和胶皮锤。 就问 thinkplus 口红电源你怕不怕?

四面都有铁片帮助散热,且原边功率 MOS 和副边同步整流 MOS 处也有散热垫把功率器件和散热片贴在一起。结构上在小小的体积内,基本都被器件塞满,插件一侧都是被动原件,输入大电容和变压器几乎占了 2/3 的体积。而 PCB 贴片一侧,则包含了原副边的功率 MOS。

来总结一下用料:

原边控制器:LD5763GS

原边功率 MOSFET: IPL60R365P7

同步整流控制器: MP6908

同步整流 MOSFET:BSC098N10NS

接口芯片:WT6636F

输出电容:470u+680u

原边控制器:LD5763GS

原边功率 MOSFET: IPL60R365P7。ThinPAK 8x8 封装.

同步整流控制器: MP6908。Sot23-6,支持 CCM,特别的供电方法。

同步整流 MOSFET:BSC098N10NS

接口芯片:WT6636F

回到第三个问题,这口红电源和联想投资的 FINSIX 有没有关系,和 DART 用一样技术吗?

提到 FINSIX,呃,电源界的跳票王,来源于麻省理工的 VHF(超高频转换技术),2014 年就宣称做出的 DART 功率密度高,工艺复杂,那玩的比现在过去将来最主流的反激高级的多,就是最近开始商用的 ACF with Gan 也没有它技术复杂。(技术复杂的另一面就是量产难)。有机会时再写一篇 DART 的分析。而 2016 年的新闻稿” FINsix Announces Strategic Partnership with Lenovo”就说了要和联想密切合作。所以这次口红电源一出,就立刻想到了 FINSIX 的 DART,看看是不是终于把 DART 的技术和价格都落地了。

答案是不一样,完全不一样,从网上找一张 DART 的解剖图来说明吧。FINSIX 这张图来自于电源网 CMG 版主的帖子。

而联想的 THINK PLUS 口红电源从拆解上看就是普通的 flyback,但是得益于利用到极致的结构设计。

作为从业人士,肯定要上电看看波形,看看是不是有什么玄机。手头设备有限,就看了副边的 Vds 和 Vgs。

在 120V 输入,5V3A 输出时,开关频率在 40K 左右,

在 120V 输入,12V3A 输出时,开关频率在 70K 左右.

从波形上看,还真是普通的 flyback,并且没有看到其进入 QR(也许会在其他工作点进入,但我还没有机会仔细测)。

进基本性能测试 -

纹波

纹波测试方法是在 20cm 线后,并联 10uf 电容,20Mhz 带宽测试所得。

115V 和 230V 输入条件下,纹波都在 150mV 以内。

在轻载时纹波反而变大,是由于轻载时进入类似 Burst 模式。

下面两张 90V 输入,分别为 5V/0.3A, 和 5V3A 时的纹波图可以看出开关周期的影响

另外在 90V/50HZ 输入, 输出电压 20V/3A 时,可以看到输出电容不足引起的工频纹波。但是峰峰值也在 200mV 以内

- 效率 -

这个板子的效率还是很高的。所测效率为板端效率,即在输出电容上测量输出电压。其在 20V3A 输出,230V 输入时,板端效率达到了 94%!

没有对比就没有发言权,但这里我实在是懒得再找个其他家的测试了。再说了,测完之后说这家效率高那家效率不高,在电源圈混也容易友尽。这里说它 94%效率高就是工程师的直觉和经验吧。

即虽然体积小,但效率高,有了解决热问题的基础。

- 测温 -

在 55 摄氏度环温无风条件下,点胶测量了其关键器件的温度。这时是裸板测试,未装入外壳,也未装散热器。

可以看到 60W 输出时,整流桥和初次级 MOS 最热。装配在壳里时,初次级 MOS 都在 PCB 贴片一侧,由导热胶贴到了铁片散热器上。 整流桥则是两个并联贴装在一块小 PCB 又插在主板上,通过绝缘隔片贴在散热器上。可以看到整体体积做的小,确实是选的器件要小,也得结构配合。(总体而言就是小小的结构内,见缝插针般塞满了器件。)

BD1 和 BD2 就是贴片的整流桥。

总结: 200 元以内传统反激架构的小体积适配器,效率非常好,纹波 ok,热满足要求,值得拥有。

欢迎关注微信公众号:Power 工程师

扫描二维码下载知乎日报

支持 iOS 和 Android
二维码下载知乎日报
阅读更多 作为广告从业人员,《啥是佩奇》让我欣喜又失落 下载 「知乎日报」 客户端查看更多