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拆解报告：belkin贝尔金11合1专业版GaN扩展坞INC020
2024-11-07 17:12:14
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前言
充电头网拿到了一款贝尔金扩展坞，这款扩展坞为11合1设计，通过USB-C接口连接笔记本电脑，可为电脑提供96W的充电功率。扩展坞具备USB-C视频输出接口，两个HDMI视频接口，千兆网络接口和电源接口。正面设有USB-A接口、两个USB-C接口、其中三个USB接口标注了连接速率。
扩展坞正面还设有3.5mm音频接口，SD卡槽和TF卡槽，满足笔记本电脑连接多个外设的扩展需求。不同于常规的扩展坞，贝尔金这款扩展坞内置146W氮化镓电源，无需额外连接适配器，能够同时为手机和电脑充电，使用起来更加干净整洁。下面就带来贝尔金这款11合1扩展坞的拆解，一起看看内部的设计和用料。
贝尔金11合1专业版GaN扩展坞外观
贝尔金扩展坞采用银色塑料外壳，在侧面设有橡胶垫，支持卧置或立置使用。
扩展坞正面设有USB-A接口和两个USB-C口、3.5mm耳机接口、右侧设有SD和TF卡槽，右上角印有belkin标志。
扩展坞背面设有USB-C接口、HDMI接口、有线网络接口和电源接口。
左侧的USB-C接口用于连接电脑，可提供96W充电功率，右侧的USB-C接口用于连接显示器，可提供15W充电功率。
两个HDMI接口支持4K输出。
有线网络接口和电源接口特写。
扩展坞侧面为光面设计，没有装饰元素。
扩展坞底部设有橡胶防滑胶垫。
扩展坞机身顶部设有电源开关。
底部防滑胶垫标注产品信息。
USB-C 11-in-1 Pro GaN Dock 146W电源适配器
型号：INC020
输入：100-240V~ ，2.5A，50-60Hz
输出：USB-C1：5V3A 15W、9V3A 27W、15V3A 45W、20V4.8A 96W
USB-C2：5V3A 15W
USB-C3：5V1.5A 7.5W
USB-C4：5V3A 15W、9V2.22A 20W、12V1.67A 20W
USB-A：5V1.5A 7.5W
使用游标卡尺测得扩展坞长度约为133.5mm。
扩展坞深度约为91mm。
扩展坞高度约为55mm。
扩展坞拿在手上的大小直观感受。
测得扩展坞重量约为943.6g。
接通电源，亮起琥珀色指示灯。
使用KM003C测得10Gbps USB-C接口不支持快充协议。
另一个5Gbps USB-C接口支持PD3.0充电协议。
PDO报文显示USB-C接口具备5V3A、9V2.22A和12V1.67A三组固定电压档位。
背面的USB-C接口支持PD3.0充电协议。
PDO报文显示USB-C接口具备5V3A、9V3A、15V3A、20V4.8A四组固定电压档位。
另一个USB-C接口支持PD2.0充电协议。
PDO报文显示USB-C接口支持5V3A电压档位。
贝尔金11合1专业版GaN扩展坞拆解
看完了贝尔金这款扩展坞的外观展示，下面就进行拆解，一起看看内部的设计和用料。
首先撕下底部的防滑脚垫。
壳体上设有螺丝用于固定内部机芯。
接下来拆下卡扣固定的侧面盖子，内部填充蓝色导热凝胶。
清理掉导热凝胶，盖板通过螺丝固定。
电源按键和电源指示灯特写。
拆下内层壳体，能够观察到内部PCBA模块。
壳体内部填充蓝色导热凝胶。
清理掉导热凝胶，在壳体内部设有黄铜散热片。
从外壳中取出机芯，外壳与机芯的空隙内部填充蓝色导热凝胶。
机芯表面填充导热凝胶。
另一侧PCBA模块覆盖黄铜散热片。
扩展坞机芯侧面一览，左右分成两个部分，左侧为扩展坞模块，右侧为电源模块。
电源模块覆盖黄铜散热片。
扩展坞模块也覆盖黄铜散热片。
测得扩展坞机芯长度约为125mm。
扩展坞机芯厚度约为86.9mm。
扩展坞机芯高度约为46.2mm。
黄铜散热片与PCBA模块通过螺丝固定。
电源模块也通过螺丝固定。
拧下固定螺丝，拆下扩展坞模块。
扩展坞模块通过连接器连接指示灯和按键小板。
扩展坞模块完全通过黄铜片包裹，起到散热和屏蔽作用。
指示灯和按键小板通过连接器连接。
贴片按键和指示灯特写。
电源PCBA模块通过螺丝固定。
从壳体里面取出电源模块。
电源模块也覆盖黄铜散热片，并涂有蓝色导热凝胶。
电源输入插座通过导线焊接连接。
电源模块正反面覆盖黄铜散热片，并填充蓝色导热凝胶。
另一面也同样填充蓝色导热凝胶。
黄铜散热片之间通过卡扣固定。
测得电源模块长度约为117.4mm。
电源模块宽度约为84.5mm。
电源模块厚度约为31.6mm。
黄铜散热片通过焊接固定。
拆下黄铜散热片，在散热片与绝缘麦拉片之间涂有蓝色导热凝胶。
另一面黄铜散热片与麦拉片之间也涂有导热凝胶。
拆下PCBA模块包裹的绝缘麦拉片。
PCBA模块正面元件之间涂有大量蓝色导热凝胶。
PCBA模块背面也涂有蓝色导热凝胶。
清理掉导热凝胶，PCBA模块正面一览，左上角设有电源插座，保险丝，共模电感，安规X2电容，下方整流桥设有散热片，下方设有滤波电容，滤波电感和PFC升压电感。散热片上方设有高压滤波电容。
右侧设有三路反激开关电源，上方变压器用于96W PD快充输出，中间为5V输出，下方小变压器为20W PD快充输出。对应三路输出设有六颗固态电容用于输出滤波。
PCBA模块背面一览，左侧设有PFC控制器，PFC开关管，PFC整流管，反激控制器，初级开关管，同步整流管和协议芯片，初级电源芯片和同步整流芯片，并设有协议芯片和贴片Y电容。
输入端保险丝规格为5A 250V。
NTC热敏电阻外套热缩管绝缘。
共模电感采用漆包线和绝缘线绕制。
安规X2电容来自WQC威庆电子，规格为0.68μF。
第二级共模电感采用漆包线绕制，外套热缩管绝缘。
拆下整流器散热片和两颗薄膜滤波电容。
整流桥型号GBU1508，规格为15A 800V，采用GBU封装。
两颗薄膜电容规格为0.68μF450V。
滤波电感采用磁环绕制。
PFC控制器来自芯朋微，型号PN8280，是一款临界导通模式的PFC控制器，芯片支持11-55V宽供电范围，芯片内部集成软启动和软停止，采用恒定导通时间控制，支持最高频率限制，支持输出电压前馈补偿，具备输出过压保护，反馈引脚开路短路保护，过热保护，过电流保护，BNI/BNO，支持90-500W功率范围，采用SOP8封装。
芯朋微 PN8280 资料信息。
PFC开关管来自英诺赛科，型号INN700D140C，是一颗耐压700V的增强型氮化镓开关管，导阻140mΩ，具备开尔文源极，采用DFN8*8封装。
英诺赛科氮化镓开关管具有极低的栅极电荷和输出电荷，符合JEDEC标准的工业应用要求，内置ESD保护，符合RoHS、无铅、欧盟REACH法规。适用于图腾柱PFC，快充电源，高功率密度以及高能效开关电源应用。
英诺赛科 INN700D140C 资料信息。
充电头网拆解了解到，英诺赛科氮化镓芯片目前已被三星，OPPO，VIVO，联想，雅迪，LG，华硕，安克，努比亚，倍思，绿联，闪极等多家知名品牌和厂商所采用，出货量突破6亿颗。
PFC升压电感严密包裹胶带绝缘。
PFC整流管来自BASiC基本半导体，型号B1D08065E，为碳化硅二极管，规格为650V 8A，采用TO252-2封装。
S8M二极管用于PFC电路旁路。
高压滤波电容来自AiSHi艾华，为HS系列115℃耐热电容。
高压滤波电容规格为420V82μF。
两颗滤波电容分别为420V33μF和420V68μF，总滤波电容容量为183μF。
反激控制器来自芯朋微，型号PN8213，是一颗高频准谐振开关电源控制器，芯片集成高压启动，支持多模式控制，实现了全负载范围的高效率和低待机功耗表现。芯片内置频率调制技术和Soft-Driver技术，提升系统的EMI性能，并且还内置了线电压补偿模块，提高了全输入电压范围的带载能力一致性。
PN8213还内置了全面的保护功能，包括逐周期过流保护、输入电压保护、输出过压保护、双重过热保护、次级整流管短路保护以及过载保护等保护功能。芯片采用SSOP10封装，支持PD快充和适配器使用。
芯朋微 PN8213 资料信息。
充电头网拆解了解到，芯朋微PN8213此前还被品胜65W 2C1A氮化镓快充充电器、绿联65W 2C1A氮化镓充电器等产品采用，其它快充芯片还进入华为、荣耀等多家知名品牌供应链，芯片性能质量获客户一致认可。
开关管来自英诺赛科，型号INN700D140C，与PFC开关管型号相同。
变压器严密缠绕胶带绝缘。
光耦来自CT MICRO兆龙，型号CT1019，两颗分别用于输出电压反馈调节与PFC控制。
贴片Y电容来自四川特锐祥科技股份有限公司，具有体积小、重量轻等特色，非常适合应用于氮化镓快充这类高密度电源产品中。料号为TMY1102M。
同步整流控制器采用芯朋微PN8601，这是一款主要用于在高性能AC/DC反激系统中，驱动次级同步整流MOS管以提升转换效率，适用于CCM、DCM和QR多种工作模式，使系统效率可以满足6级能效标准。
当输出电压小于8.4V时，内置的高压模块可以产生支持系统工作的自供电电压，所以当输出电压从20V到3.3V变化时，PN8601仍然可以正常工作。PN8601还集成了极为全面的辅助功能，包含欠压保护、防误关断、防误开启功能、轻载模式，采用SOT23-6L封装。
芯朋微 PN8601 资料信息。
同步整流管来自AOS万国半导体，型号AONS62922，NMOS，耐压120V，导阻5.8mΩ，采用DFN5*6封装，使用两颗并联。
万国半导体 AONS62922 资料信息。
两颗滤波固态电容规格为820μF25V。
协议芯片丝印CY2333。
VBUS开关管来自AOS万国半导体，型号AON7544，NMOS，耐压30V，导阻4.1mΩ，采用DFN3*3EP封装。
万国半导体 AON7544 资料信息。
另一颗反激控制器采用芯朋微PN8213，两颗型号相同。
氮化镓功率芯片来自纳微半导体，型号NV6113，芯片内部集成650V耐压，300mΩ导阻增强型氮化镓开关管，集成逻辑控制电路和驱动器，支持2MHz开关频率，采用QFN5*6封装。
纳微半导体 NV6113 资料信息。
变压器严密缠绕胶带绝缘。
光耦来自CT MICRO兆龙，型号CT1019，用于输出电压反馈。
贴片Y电容来自四川特锐祥科技股份有限公司，料号为TMY1471K。
同步整流控制器采用芯朋微PN8601。
同步整流管来自Techcode泰德，型号TDM21016A。
两颗滤波电容规格分别为2200μF6.3V和1500μF6.3V。
用于20W输出的电源芯片来自芯朋微，型号PN8161，芯片内部集成准谐振工作模式的电流模式控制器和高压开关管，专用于高性能，外围元器件精简的开关电源应用。芯片具备输出过压保护、逐周期过流保护、过载保护、过热保护、输入欠压等保护功能，采用SOP8封装。
芯朋微 PN8161 资料信息。
充电头网拆解了解到，芯朋微PN8161此前还被乐用时代迷你22.5W快充充电器、酷态科迷你20W快充充电器等产品采用，其它快充芯片还进入华为、荣耀等多家知名品牌供应链，芯片性能质量获客户一致认可。
变压器严密缠绕胶带绝缘。
光耦来自CT MICRO兆龙，型号CT1019，用于输出电压反馈调节。
贴片Y电容来自四川特锐祥科技股份有限公司，料号为TMY1471K。
同步整流芯片来自芯朋微，型号PN8307P，芯片内部集成同步整流控制器和90V 8mΩ同步整流管，用于取代肖特基二极管，提高转换效率。PN8307P支持3.3-20V宽工作电压范围，支持DCM和QR工作模式，具备自适应死区时间控制和欠压保护，采用SOP8封装。
芯朋微 PN8307P 资料信息。
两颗输出滤波电容规格为470μF16V。
协议芯片丝印CY2333。
VBUS开关管丝印80303。
贴片Y电容来自四川特锐祥科技股份有限公司，料号为TMY1471K。
扩展坞模块包裹黄铜片屏蔽散热。
另一面也使用黄铜片包裹。
扩展坞模块侧面黄铜片通过卡扣固定。
另一侧也通过卡扣固定。
使用游标卡尺测得扩展坞模块长度约为120.4mm。
扩展坞模块宽度约为87.3mm。
扩展坞模块厚度约为19.4mm。
PCBA模块发热元件粘贴导热垫加强散热。
另一面发热元件也粘贴导热垫散热。
扩展坞PCBA模块正面一览，左侧设有供电排针，PD控制器，USB集线器芯片，视频转换芯片，读卡器芯片以及对应的接口。
背面焊接网卡芯片和USB音频芯片。
VLI威锋电子VL171用于USB-C线缆正反面切换和DP交替模式，采用QFN28封装。
DP信号输入到REALTEK瑞昱半导体RTD2145视频转换芯片，用于两个HDMI接口输出。
27.000MHZ时钟晶振特写。
存储器来自UCUNDATA优存科技，型号UC25HQ16，容量为2MB，采用SOP8封装。
Parade普瑞科技PS8802用于USB-C接口的USB数据和DP信号输出切换，采用QFN52封装。
用于USB-C接口过流保护芯片丝印S3160，采用SOT23封装。
USB集线器芯片来自VLI威锋电子，型号VL822-Q7，适用于四个USB-A接口应用，支持 10Gbps速率，采用QFN-76封装。
芯片外置25.000MHZ时钟晶振特写。
存储器来自UCUNDATA优存科技，型号UC25HQ40，容量为512KB，采用TSSOP8封装。
用于USB-C接口正反插的切换开关来自VLI威锋电子，型号VL162，支持10Gbps传输速率，采用QFN28封装。
USB集线器芯片来自VLI威锋电子，型号VL817S-Q7，是一颗5G速率的集线器芯片，用于USB接口扩展，采用QFN76封装。
芯片外置25.000MHZ时钟晶振特写。
存储器来自UCUNDATA优存科技，型号UC25HQ40，容量为512KB，采用TSSOP8封装。
用于USB-C接口正反插的切换开关来自GrandMicro有容微，丝印A34，型号ASW3410，采用QFN18L封装。
用于USB-C接口过流保护芯片丝印S3160，采用SOT23封装。
用于USB-A接口的过流保护芯片型号相同。
读卡器芯片来自REALTEK瑞昱半导体，型号RTS5306，采用QFN48封装。
12.000MHZ时钟晶振特写。
USB-C接口控制器来自VLI威锋电子，型号VL105-Q6，用于USB-C接口和DP交替模式控制，采用QFN60封装。
网卡芯片来自REALTEK瑞昱半导体，型号RTL8153E，支持千兆传输速率，采用QFN40封装。
25.000MHZ时钟晶振特写。
存储器丝印25Q16ESTIG。
网络变压器来自Mentech铭普光磁，型号G2401CG，支持千兆传输速率。
扩展坞音频芯片来自KTMicro昆腾微，型号KT0200，芯片内置USB控制器，集成DSP，麦克风放大器，耳机放大器，采用QFN40封装。
滤波固态电容来自永铭，为VPX系列贴片固态电容，规格为100μF6.3V。
另一颗滤波电容规格相同。
同步降压芯片来自SILERGY矽力杰，丝印qH，型号SY8089A1，是一颗内置开关管的同步降压转换器，芯片输出电流2A，开关频率1.5MHz，支持100%占空比，采用SOT23-5封装。
2.2μH降压电感特写。
MOS管来自allepic禾纳，型号AET3122CP，PMOS，耐压-30V，导阻8.5mΩ，采用PDFN3030封装。
同步降压转换器来自杰华特，丝印JWM3，型号为JW5250A，是一颗6V输入电压，输出电流1A的同步降压转换器，芯片内部集成开关管，工作频率为1.5MHz，静态电流40μA，具备输入欠压闭锁，短路保护和过热保护，采用SOT23-6封装，共设有五颗用于降压转换为各个芯片供电。
杰华特 JW5250A 资料信息。
用于USB接口的过流保护芯片来自杰华特，丝印JWCR，型号为JW7111S，是一颗单通道过流保护开关，支持2.7-5.5V工作电压，用于USB和热拔插应用。芯片具备高精度电流限制，具备反向电流阻断功能，具备使能控制和过电流输出，提供SOT23和DFN2*2-6封装。
杰华特JW7111S资料信息。
用于USB接口的过流保护芯片来自杰华特，丝印JWLZ，型号为JW7115S-2，过流保护为2.2A固定，设有三颗用于接口过流保护。
USB-C母座为立式设计，过孔焊接固定。
HDMI母座同样为立式设计，过孔焊接固定。
有线网口采用过孔焊接固定，并设有连接指示灯。
USB-A母座采用屏蔽外壳，蓝色胶芯，过孔焊接固定。
两个USB-C母座采用过孔焊接固定。
3.5mm音频插座过孔焊接固定。
SD卡槽贴片焊接。
TF卡槽贴片焊接。
全部拆解一览，来张全家福。
充电头网拆解总结
最后附上贝尔金11合1专业版GaN扩展坞的核心器件清单，方便大家查阅。
贝尔金这款扩展坞为11合1设计，内部设有氮化镓电源，可以为连接的笔记本电脑提供96W的充电功率。扩展坞具备USB-C视频输出接口、HDMI显示接口、千兆网络接口、USB-A接口、USB-C接口、3.5mm音频接口以及SD和TF卡槽，满足主流扩展需求。扩展坞还支持20W PD快充，能够为手机进行快速充电。
充电头网通过拆解了解到，贝尔金这款扩展坞内部由电源模块和扩展坞模块组成，模块包裹黄铜片进行屏蔽和散热，并通过内部框架绝缘固定，模块之间通过排针连接。电源模块采用PFC+反激架构，使用芯朋微PN8280 PFC控制器搭配两路PN8213反激控制器和两路PN8601同步整流控制器。
内部使用英诺赛科氮化镓开关管和纳微氮化镓功率芯片，搭配使用基本半导体碳化硅二极管。电源模块内部还使用芯朋微PN8161+PN8307P两颗高集成芯片组成20W快充电源，共三路独立的开关电源。
扩展坞模块使用威锋电子切换芯片用于USB-C接口方向切换，并使用威锋电子集线器芯片用于USB接口扩展，使用瑞昱半导体接口转换芯片，读卡器芯片和网卡芯片实现多个接口的扩展。对应发热芯片均设有导热垫加强散热，电源芯片内部填充导热凝胶加强散热，内部做工与用料扎实可靠。
