拆解探索华为Mate 9——原装充电器低压大电流快充技术

我们来拆解和探索一下华为Mate 9及其原装充电器所使用的低压大电流快充技术。这项技术是华为在快充领域早期非常具有代表性的一项创新。
"核心概念:低压大电流 (Low Voltage, High Current)"
传统的充电方式通常在较高的电压下工作(例如5V),通过增加电流来提升充电功率。然而,随着充电宝、笔记本电脑等大功率设备的普及,以及为了解决充电发热、线材损耗、兼容性等问题,业界开始探索新的充电标准。
华为Mate 9及其原装充电器采用的“低压大电流”技术,核心思想是:
1. "降低工作电压:" 将充电的主工作电压从常见的5V降低到更低的水平,通常是"4.5V"。 2. "提升工作电流:" 在较低的电压下,为了达到相同的充电功率(功率 P = 电压 V × 电流 I),需要显著提高电流的大小。
"为什么选择低压大电流?"
这种策略带来了多方面的好处:
1. "降低损耗,提升效率:" "线材损耗减小:" 根据公式 P = I²R(功率 = 电流的平方 × 电阻),在相同功率下,电流越小,线材(尤其是充电线)电阻产生的焦耳热损耗就越小。降低电压意味着可以降低电流,从而显著减少线材发热和能量浪费。

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使用工具将充电器的上盖撬开,撬开上盖并取下上盖就可以看到充电器的内部构造

接着我们将充电器PCB板原件从机壳中取出

取出PCB我们看到电路板最外层上覆盖了金属片,这个用来导热的

可以看到USB充电口最外侧的两个弹片做了加宽处理,这是为了输出5A大电流特意设计的

将PCB侧放可以看到,充电板由双层电路板结构,这应该是一层低压输出,另外一层高压输入

PCB另外一面上有个塑料支架,估计为了使其更加稳定加装的

整流桥3A,耐压1000V,右上角是光耦,左下角是初级PWM控制芯片

拿起绝缘塑料板,低压侧两颗固态电容,这里为了节省空间,PCB被镂空,降低总体高度

去掉塑料支架,可以看到两颗固态电容为大电流输出提供稳定的滤波

再来看看另一面,另外一面PCB上有金属板覆盖,里面还打了不少硅脂,这对散热很有帮助

这片散热金属片是焊接上去的

接下来使用老铁稍微处理取下散热金属片

取掉散热板以后,看到散热板是用导热胶固定在电路板上,这下面有什么玄机呢?

取下PCB外表的塑料架和散热板可以看到一颗单片机,还有5毫欧1206封装的取样电阻,还有一颗AO的MOS管,这里推测MOS管是在发生短路,过热等情况下关闭输出,提高安全系数。

这面处理一些电阻最显眼的是两颗固态电容

两层电路板采用焊接连接在一起

使用老铁处理下将其分开

分开后的PCB板

首先看高压侧,慢熔保险丝、过压保护电阻、浪涌抑制一应俱全,灰色的盒子是x电容,USB座子右侧是两个Y电容

中间为镂空无原件

特写

特写

背面

此处是单片机和负责保护的小MOS管,单片机附近有NTC热敏电阻来检测充电器温度

华为的SuperCharger快充协议就是存储在这颗单片机里面,可以说是这个充电器的大脑。

再来看看初级电路,包含有变压器、两个电解电容和共模电感

背面

初级电路上有个黑色的塑料罩,在两层PCB中间起到固定的作用,同时为元器件之间提供了绝佳的绝缘

接下来取下塑料固定罩

可以看到电容和变压模块

可以看到电容和变压模块

两颗6.5V 680uF的固态电容,为5A大电流输出提供了充足的保障

两颗6.5V 680uF的固态电容,为5A大电流输出提供了充足的保障

褐色的电容规格为400V 15uF;黑色电容规格为400V 22uF

共模电感,减小充电器对外界设备的干扰

共模电感,减小充电器对外界设备的干扰

同步整流,拆到这里才发现这个电源是同步整流的,毕竟大电流小体积,只有同步整流的高效率才能做到。

AON6260和一颗20A的肖特基并联提供同步整流,肖特基用来提高效率

变压器特写

特写

特写

拆解全部部件

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