새로운 Apple 140W USB-C GaN 충전기 분해

 

 

2021년 10월 19일 Apple 은 특별 행사를 열고 2021년형 MacBook Pro AirPods 3, 2021년형 Macbook Pro를 출시하고 HomePod mini의 새로운 색상도 가져왔습니다.

새로운 MacBook Pro 16형에는 강력한 프로세서 M1 MAX가 탑재되어 있습니다.
최대 140W 고속 충전 을 지원합니다 . 또한 USB PD3.1 프로토콜을 지원하는 세계 최초의 노트북이기도 하므로 최대 140W PD 고속 충전 을 지원할 수 있습니다 .

맞춤형 USB-C to MagSafe 3 케이블도 있습니다. 140W 충전
을 위해서는 이 케이블을 사용해야 합니다 .

이 140W PD 충전기를 제외하고 Apple 은 18W에서 140W 까지 10개의 PD 충전기를 출시했습니다 .
확인할 수 있도록 차트를 만들었습니다. 

많은 사람들이 내부 디자인, 최초의 PD 3.1 GaN 고속 충전기의 아키텍처 , 그리고 내부에 어떤 종류의 새로운 구성 요소가 있는지 궁금해합니다.

우리는 이러한 질문에 답하기 위해 이 충전기를 테스트하고 분해할 것입니다.

 

 

1. Apple 140W GaN 충전기의 외관

첫째, 다른 애플 PD 충전기 들의 심플한 화이트 쉘을 이어가며 광택 있는 표면을 채택하고 모서리를 둥글게 처리했다.

하지만 81W, 87W, 96W와 비교하면 기존의 정사각형에서 직사각형으로 바뀌었다.

여기에서 Apple 로고를 볼 수 있습니다.

모델은 A2452입니다. 제조업체는 Flextronics Power입니다.

100-240V~50/60HZ 2A의 입력과 5V3A, 9V3A, 15V5A, 20.5V5A, 28V5A의 출력을 지원합니다.

그것은 여전히 ​​접을 수있는 핀과 교체 가능한 플러그가 장착되어 있습니다.
사용하려는 플러그를 편리하게 변경할 수 있습니다.

접지선이 장착된 플러그를 교체할 수 있습니다.

USB-C 가 하나만 있습니다.

USB-C를 자세히 살펴보십시오 .

충전기의 길이는 약 96mm(3.78인치)입니다.

너비는 75mm(2.95인치)입니다.

두께는 28mm(1.1인치)입니다.

잡는 방법은 다음과 같습니다.

그리고 무게는 약 277g(8.01oz)입니다.

ChargerLAB POWER-Z KT002를 사용하여 프로토콜을 테스트하십시오.
Apple 2.4A, Samsung 5V2A, DCP, PD3.0 프로토콜
을 지원하며 실제로 PD3.1도 지원합니다.

그리고 지원되는 5개의 고정 PDO는 5V3A, 9V3A, 15V3A, 20V4.7A, 추가로 28V 5A입니다.

콘센트에 연결하고 ChargerLAB Power-Z KM001C를 사용하여 테스트하면 27.73V 4.92A 136.68W에 도달할 수 있음을 알 수 있습니다.

 

 

 

 

 

 

 

2. Apple 140W GaN 충전기 분해

절단기를 사용하여 껍질을 엽니다.

껍질이 아주 두껍습니다.
그리고 그 검은 접착제는 모듈을 고정하는 데 사용됩니다.

이것은 플러그에 연결된 접지선입니다.

AC 전선의 솔더 조인트는 열수축 튜브로 절연되어 있습니다.

큰 방열판은 PCB 모듈에 덮여 있습니다.

나사로 고정하고 열을 고르게 분산시키는 데 사용됩니다.

측면에는 절연 테이프가 붙어 있습니다.

PCB 모듈의 길이는 87.6mm(3.45인치)입니다.

너비는 67.07mm(2.64인치)입니다.

그리고 두께는 23.2mm(0.91인치)입니다.

방열판을 제거하면 내부 모듈이 보입니다.

그리고 절연판은 검정색입니다.

커패시터, 인덕터 및 기타 구성 요소는 모듈 전면에 있습니다.
그리고 변압기는 플라스틱으로 덮여 있습니다.

플라스틱을 제거합니다.

PCB 뒷면은 절연 및 보호를 위해 고무 패드로 덮여 있습니다.

그리고 열 접착제와 흑연 열 패드는 다른 칩에 있습니다.

고압여과용 전해콘덴서, 변류기, 필름콘덴서, 전원용콘덴서 등을 볼 수 있다
. 전해콘덴서는 수평으로 배치되어 절연관으로 덮여 있다.

모든 플러그인 구성 요소를 제거한 후
4개의 다이오드, 2개의 드라이버, 옵토커플러, 프로토콜 칩 및 출력 VBUS 스위치 MOSFET이 전면에 있는 것을 볼 수 있습니다.

뒤로 넘기면 PFC 부스트 회로, LLC 스위칭 전원 공급 장치 컨트롤러 및 MOSFET을 볼 수 있습니다.

여기가 입력 끝입니다.
세이프티 X 커패시터는 플라스틱으로 덮여 있으며 상단에 퓨즈가 장착되어 있습니다.
오른쪽에 두 개의 Infineon MOSFET이 있습니다.

퓨즈의 정격 전류는 3.15A입니다.

이것이 세이프티 X 커패시터입니다.

공통 모드 초크는 EMI 간섭을 필터링하는 데 사용됩니다.

또 다른 공통 모드 초크는 파란색 및 검정색 와이어로 감겨 있습니다.

이 배리스터는 입력 과전압 보호에 사용됩니다.
모델은 TVR10621M입니다.

입력에 있는 4개의 다이오드는 풀 브리지 정류기를 형성할 수 있습니다.

이 두 다이오드는 능동 정류를 위해 Infineon MOSFET과 협력할 수 있습니다.
모델은 IPA65R095C7입니다.

정류 효율을 높이는 데 사용되는 Infineon MOSFET을 자세히 살펴보십시오.

반대쪽으로 돌리면 필름 필터 커패시터와 자기 링 필터 인덕터가 보입니다.

두 개의 파란색 필름 커패시터가 있습니다.

토로이달 코어 필터 인덕터는 접착제로 고정됩니다.

다음은 PFC 부스트 및 벅 인덕터입니다.

그리고 USB-C 는 케이블로 PCB에 연결됩니다.

PFC 부스트 컨트롤러 NXP TEA19162T입니다.

이 두 MOSFET은 36N60PF8N으로 표시된 PFC 부스트에 사용됩니다.

다른 하나.

PFC 정류기용 다이오드는 ON Semiconductor FES10J에서 제공합니다.
600V 10A.

이것은 PFC 부스트 인덕터입니다.

고전압 필터링용 전해 커패시터는 Rubycon, 450V 82μF에서 제공됩니다.

이것은 Toshiba 및 Infineon 스위치 MOSFET을 구동하는 데 사용되며 SC530C로 표시된 ON Semiconductor 맞춤형 드라이버입니다.

DFN 8*8 패키지를 채용한 도시바 MOSFET입니다. 모델은 TK210V65Z입니다.
650V, 175mΩ.

다음은 인피니언 MOSFET입니다. 모델은 IPL65R1K5C6S입니다.
700V, 1.5Ω.

입력 전류를 감지하는 변류기가 있습니다.

AZV로 표시된 칩.

이것은 강압 인덕터입니다.

세 번째 파란색 필터링 커패시터가 있습니다.

마스터 제어 칩의 전원 공급 장치 커패시터도 Rubycon에서 제공됩니다.
35V 47μF.

이 측면에서 변압기, 출력 필터링을 위한 솔리드 커패시터 및 출력 VBUS 스위치 MOSFET을 볼 수 있습니다.

이 M0 코어 마이크로 컨트롤러는 기본 회로의 드라이브 제어에 사용되는 ST STM32G071에서 제공됩니다.
128KB 플래시 메모리, 36KB RAM 및 64MHz CPU를 통합합니다.

다음은 ON Semiconductor에서 제공하는 맞춤형 드라이버입니다.
두 개의 GaN FET 를 구동하는 데 사용 되며 SC278A로 표시됩니다.

그리고 그 두 가지는 GaN Systems에서 제공하는 향상된 GaN FET이며 내전압은 650V입니다.
Apple이 충전기에 GaN 칩을 사용하는 것은 이번이 처음입니다.

이 두 개의 공진 커패시터는 VISHAY에서 제공합니다.

그리고 변압기는 Sumida에서 제공합니다.

이 두 개의 검은색 Y 커패시터는 간섭 방지에 사용됩니다.

그리고 이것은 출력 전압의 피드백 회로에 사용되는 광 커플러입니다.

회로 보호에 사용되는 또 다른 광 커플러가 있습니다.

다음은 동기식 정류기 컨트롤러에 전원을 공급하는 강압 컨버터입니다.

다음은 ON Semiconductor의 두 가지 맞춤형 동기식 정류기 컨트롤러입니다.

동기식 정류기가 그 옆에 있습니다. 모델은 ON Semiconductor NTMFS6H801NL입니다.
80V, 2.7mΩ.

출력 필터링용 솔리드 커패시터의 사양은 35V 680μF입니다.

프로토콜 칩은 업계 최초의 USB PD3.1 프로토콜 칩이기도 한 Infineon for Apple에서 맞춤화했습니다. 모델은 인피니언 CYPD3135입니다.

이것은 출력 전류 검출을 위한 저항입니다.

그리고 여기에 출력 전류 감지용 증폭기가 있습니다.

출력 VBUS 스위치 MOSFET은 AOS AON6590A에서 제공되며 DFN5*6 패키지를 채택합니다.
40V, 0.99mΩ.

마지막으로 USB-C 는 연성 회로 기판을 통해 PCB에 연결됩니다.

자, 여기까지가  Apple 140W GaN USB-C 충전기 분해 에 대한 것  입니다. "가족사진"을 찍자.

 

ChargerLAB 요약

USB PD3.1을 지원하는 최초의 충전기로. 이 140W GaN 충전기는 여전히 Apple의 일관된 고품질을 유지합니다. 대부분의 컨트롤러와 MOSFET은 맞춤형 모델이며 ST, Infineon, ON Semiconductor, Toshiba 등과 같은 국제적으로 유명한 제조업체에서 제공합니다.
또한 Apple이 충전기에 GaN 칩을 사용하는 첫 번째 GaNFET가 2개 있습니다. 그리고 필터링을 위한 전해 콘덴서는 일본 Rubycon에서 왔습니다.
지금까지 우리는 그것이 $99에 팔릴 수 있는 이유를 이해할 수 있습니다.
업계 리더인 Apple의 첫 번째 PD3.1 및 GaN 충전기는 점점 더 많은 제조업체가 매우 빠르게 후속 조치를 취할 것임을 의미합니다. 앞으로 더 많은 장치와 충전기가 PD3.1을 지원할 수 있기를 바랍니다.

 

https://www.chargerlab.com/teardown-of-brand-new-apple-140w-usb-c-gan-charger/

Teardown of Brand New Apple 140W USB-C GaN Charger - Chargerlab