內置英集芯IP2028_B同步整流控制器，睿元100W氮化鎵充電器拆解

前言

最近充電頭網拿到了睿元實業一款100W多口氮化鎵快充充電器，產品采用主流的2C1A接口配置，支持PD3.0、PPS、QC、SCP等豐富快充協議，可為筆記本電腦、平板、手機等多種設備提供高效充電體驗。

此外充電器還支持45W+45W、45W+30W的雙口快充組合，滿足雙設備同時快充需求。下面充電頭網就對充電器進行詳細拆解，一起來看看產品的具體設計。

睿元100W氮化鎵充電器外觀

充電器為主流柱狀造型設計，機身主體噴涂銀灰色金屬漆提升質感，頂部還采用透明銀底裝飾板以及凹凸紋理邊緣設計增加辨識度。

腰身一面印有100W GaN FAST QUICK CHARGER，直觀表明這是一款100W氮化鎵快充充電器。

輸入端外殼邊緣也做了凹凸紋理設計，底部則印有充電器參數信息。

充電器參數特寫

型號：RY-U101A-ACC

輸入：100-240V~50/60Hz 2A

輸出：

USB-C1/C2：5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A（Max：100W）

USB-A：5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A（Max：30W）

總輸出：

USB-C1+USB-C2：45W+45W

USB-C1/C2：5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V2.25A

USB-C1+USB-A：45W+30W

USB-C1：5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V2.25A

USB-A：5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A

USB-C1+USB-C2+USB-A：45W+15W

USB-C1：5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V2.25A

USB-C2+USB-A：5V3A

制造商：深圳睿元實業有限公司

注：僅適用于海拔2000m及以下和非熱帶氣候條件下使用

充電器配備可折疊新國標插腳。

頂部配有2C1A三個USB快充接口。

實測充電器機身長度為65.24mm。

寬度為30.45mm。

厚度為45.05mm。

和蘋果96W充電器放在一起對比，體積優勢明顯。

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132g。

使用ChargerLAB POWER-Z KM003C測得USB-C1口支持QC3.0/5、FCP、SCP、AFC、PD3.0、PPS、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充電協議。

PDO報文顯示USB-C1口還具備5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五組固定電壓檔位，以及5-21V5A一組PPS電壓檔位。

測得USB-C2口支持PD3.0、PPS、QC5快充協議。

PDO報文測試結果和USB-C1口的相同

最后測得USB-A口支持QC3.0、FCP、SCP、AFC、DCP、SAM 2A、Apple 2.4A充電協議。

睿元100W氮化鎵充電器拆解

將充電器輸入端外殼拆開，插腳與內部PCBA模塊為接觸式通電設計。

金屬彈片使用塑料板以及螺絲進行固定。

將PCBA模塊取出，模塊與殼體之間填充白膠加固提升穩定性。

殼體內部貼有氣凝膠。

實測PCBA模塊長度為60mm。

寬度為39.57mm。

厚度為25.04mm。

PCBA模塊頂部以及兩側覆蓋U型散熱片，并且散熱片包裹膠帶絕緣。

拆掉散熱片，模塊正面電容、變壓器以及輸出端小板等打膠加固。

將白膠清理掉，模塊正面設有共模電感、安規X2電容、整流橋、高壓濾波電解電容、變壓器等器件，整體布局十分緊湊。而且從兩個變壓器也可以看出這款充電器使用了兩路開關電源電路設計。

主板背面設有光耦、貼片Y電容以及同步整流管。

PCBA模塊前端一覽，主板上設有安規X2電容、整流橋、高壓濾波電解電容以及濾波電感等器件，右側焊接輸入小板。

將小板拆下，板子正面設有貼片保險絲以及NTC熱敏電阻。

小板另一面無器件。

貼片保險絲來自誠潤，額定電流3.15A。

NTC熱敏電阻來自至敏電子，型號HNP1R5D9，用于抑制上電的浪涌電流。

安規X2電容容量0.22μF。

共模電感用于濾除EMI干擾。

整流橋來自沃爾德，型號D3K810，規格為8A 1000V，采用D3K封裝。

濾波電感外套熱縮管絕緣保護。

四顆高壓濾波電解電容規格為400V33μF。

還有一顆規格為400V15μF。

兩顆主控芯片供電電容規格均為100V4.7μF。

模塊一側中心區域設有開關電源小板以及變壓器。

另一側設有另一路開關電源的變壓器。

將兩塊開關電源小板拆下，正面均設有電源主控芯片。

小板背面均無器件。

兩路開關電源的主控芯片都是采用英集芯科技IP2075_38D，這是一款集成GAN FET高性能多模式AC/DC反激控制器，具有自適應多模式控制（MMC）和二次側調節（SSR）功能，適用于要求具有高功率密度和高精度輸出電壓/電流的應用。

IP2075_38D內置高壓啟動，去掉傳統的啟動電阻，從而降低待機功耗；此外，當移除交流輸入時，HV引腳用于X-cap放電，有助于降低Xcap放電損耗，并實現極低的待機功率損耗。結合了頻率折返和谷底導通技術，通過減少開關損耗來實現高效率。通過加入頻率調制，能顯著降低EMI輻射和共模噪聲。

IP2075_38D具有寬廣的自適應開關頻率范圍，提高了輕負載效率，最大工作頻率經過優化，最大限度地降低器件溫度，提高滿負載效率。最小峰值電流也被優化設計以平衡待機功耗和音頻噪聲。

IP2075_38D在輕載或空載輸出條件下進入突發模式，此模式下具有極低的工作電流（160μA），能顯著降低待機功耗，以滿足最嚴格的能效標準，如CoC V5和DoE VI標準。

IP2075_38D還具有完善的保護功能和豐富的定制化配置參數，如最大頻率，輸出過壓保護， 輸出欠壓保護，Brown-in/Brown-out，過溫保護，帶補償的過功率保護功能。采用DFN18L(6*8)封裝。

充電頭網拆解了解到，英集芯IP2075_38D此前還被榮耀親選66W氮化鎵充電器、米物45W小魔方氮化鎵充電器等產品采用過，芯片質量獲客戶一致認可。

另一顆英集芯科技IP2075_38D主控芯片特寫。

變壓器特寫。

另一顆變壓器特寫。

OR 1009光耦特寫，用于輸出電壓反饋。

另一顆OR 1009光耦特寫。

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這類高密度電源產品中。料號為TMY1471K。

充電頭網了解到，特銳祥貼片Y電容除了被倍思首款高通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、聯想90W閃充雙口氮化鎵充電器、努比亞65W氘鋒氮化鎵充電器等數十款大功率充電器使用外，也可應用于海陸通20W充電器、第一衛20W快充小冰粒充電器、貝爾金20W氮化鎵充電器等品牌20W迷你快充上，性能獲得客戶一致認可。

另一顆特銳祥貼片Y電容料號相同。

輸出端一覽，三個USB接口母座采用小板焊接，主板上設有兩路開關電源的同步整流控制器以及輸出濾波固態電容。

將小板拆下，板子正面設有協議芯片以及輸出VBUS開關管。

小板背面一覽。

兩路開關電源的次級同步整流控制器也都是采用英集芯科技IP2028_B，這是一款用于反激變換器次級側的高效同步整流控制器，可直接驅動MOSFET以替代肖特基二極管。其通過實時檢測MOSFET漏源電壓，輸出精準驅動信號，顯著降低整流損耗，提升效率與功率密度，并有效降低溫升。

器件內置穩壓電路，無需輔助繞組供電，適用于低輸出電壓充電器及高側同步整流適配器。其具備快速關斷功能，可在次級電流減小時調節MOSFET導通壓降至約30mV，并于電壓反向前迅速關斷，避免反向導通。

IP2028_B還搭載可配置伏秒積檢測電路，有效防止在DCM、準諧振工作下的VDS振鈴或ZVS操作引起的誤開啟，確保系統穩定可靠。

IP2028_B采用SOT23-6封裝，僅需極少的外圍器件，就可以為3.3-28V輸出電壓應用提供高性能的解決方案。

另一顆英集芯科技IP2028_B同步整流控制器特寫。

同步整流管來自ETERNAL宜源，型號ET6A80T，NMOS管，耐壓100V，導阻4.8mΩ，采用PDFN5*6-8L封裝。

另一顆同步整流管料號相同。

兩顆輸出濾波固態電容規格均為25V680μF。

協議芯片采用英集芯IP2738U，這是一顆支持多個USB接口的協議芯片，支持雙口18-140W快充應用，具備獨立的反饋控制，具備獨立的USB PD控制，相當于兩顆IP2736整合到一顆芯片內部，快充規格與IP2736相同。支持USB PD3.1 28V EPR檔位，支持UFCS融合快充，并支持PD3.0/PPS等豐富全面的快充協議，兼容性非常好。

英集芯IP2738U內置四路獨立的NMOS驅動，可用于多個接口輸出控制，控制多個VBUS開關管進行輸出端口切換以及兩路電源并聯控制，并且支持雙路獨立的過流、過壓以及短路保護，確保使用安全。

英集芯IP2738U資料信息。

五顆輸出VBUS開關管全部來自宜源，其中四顆型號為ET6302，NMOS管，耐壓30V，導阻5mΩ，采用PDFN3.3*3.3封裝。

一顆型號為ET6301，PMOS管，耐壓-30V，導阻12mΩ，采用PDFN3333封裝。

一顆絲印22581芯片特寫，采用SOT23-6封裝。

全部拆解一覽，來張全家福。

充電頭網拆解總結

最后附上睿元100W氮化鎵充電器的核心器件清單，方便大家查閱。

睿元100W氮化鎵充電器采用柱狀造型設計，銀灰色金屬漆機身搭配透明板以及凹凸紋理裝飾，小巧便攜且很有辨識度。產品配備2C1A接口，并支持100W大功率輸出，支持多快充協議與智能功率分配，滿足筆電、手機等多設備高效充電需求。

充電頭網拆解發現，產品內部為雙路獨立開關電源設計，且都是采用英集芯科技IP2075_38D+IP2028_B高集成合封氮化鎵電源方案。此外輸出采用英集芯IP2738U協議芯片，支持多口功率管理與多種快充協議。

得益于英集芯方案的使用，充電器在雙路獨立電源架構設計情況下，任然實現了緊湊小巧的機身。同時相比傳統快充來說，還大幅降低了產品的設計難度以及系統成本，進一步提升成品優勢。