OPPO S004FC0500080 USB 电源拆解与小修改

(OPPO 你妹的要不要把型号弄得这么长啊!!)这个玩意是当年手头的魅族 UP0510 因为绝缘不良被废掉之后花了 ¥45 在卓越亚马逊上买入的。不要嫌贵,拆开看了之后就会发现 OPPO 其实挺舍得下料的。

这个电源的过人之处在于恒压恒流控制做得非常棒,输出 5V 800mA 。电流限定由内部的测量电阻实现。输出电流比较纯净,不会对设备造成明显的干扰。

外观图,这已经是拆过之后的样子了,外壳是超声焊接 + 卡扣 + 螺丝,所以撬了一点点变成了现在这个样子。

底部,撕掉铭牌标签以后露出一只很大的十字螺丝,以及钢印“ 100408 ”,也许是批号。

壳子里面,估计是批号跟流水线号。

底壳则是这个样子,有一层不干胶,也许是吸潮或者吸附碎屑用的?上面有钢印。

正面。带了一个不小的散热片并且缠了绝缘胶带。实际使用时会有明显的发热,但是不烫手。

初级和次级之间没有 Y 安规电容,这意味着为了实现较好的初级和次级隔离电源使用了其他的手段来滤掉输出的杂波。没有 Y 电容的好处是用电器的金属外壳不会有麻手的感觉,也不会受到明显的 50Hz 工频干扰以及电网杂波的干扰。

背面。初级较简单,但是次级很复杂。可以看到初级有一只 DIP-7 封装的集成单片式开关电源 IC 。仔细观察走线可以发现初级并没有使用开关变压器的偏置绕组,也就是说初级控制系统(包括光耦)需要的低压是片上生成的。板子上的红胶说明板子的贴片件跟直插件都是峰焊机焊出来的。焊锡色泽黯淡而且熔点较高,应该是无铅的。

把电路板拿下来了,市电的电缆用的线相当的粗。触片是可收纳插头的。

正面总揽。USB 插座上贴的标签不知道是什么意思。开关变压器的个头不算小,应该可以做到 5V 1A 的输出。初级跟次级都是 π 型滤波,丝毫不含糊。很多地方为了稳固都注了胶,所以这个电源适配器应该不是很容易摔坏。

光耦很奇怪,不是常见的 817 光耦,看型号似乎也不是很好查到的样子。

第一次见到有牌子的开关变压器,但是 Logo 不认得啊。这是下料狠的地方之一。

压在散热片底下的开关单片机。散热片是焊在板子上的,呆会儿给它掀了。保险丝用的是轴向引脚保险,不算太好但是也不差。高压整流部分用的是分立的 1N4007 ,比较占地方。

高压电容是台湾万裕的而不是杂牌货,这点比较讲究,容量为 4.7μF × 2 ,中规中矩。滤波电感外面有热缩膜。

光耦特写。光耦左边是次级专门给控制部分供电的一路电路,由 1N4007 、万裕 50V 10μF 电容以及一只齐纳管构成。比较不爽的地方是 1N4007 ,因为这种速度慢的普通硅二极管不适合用在开关电源中。开关变压器输出的正半周用于输出,负半周用于控制电路。所以这个电源在负载较大的时候可以做到接近 0V 800mA 的输出。这是这只电源的又一个亮点。

次级输出部分。两只电容都是“ Asiax ”牌子的,我不认得。10V 470μF 的那只上面有检验标记,剩下的那只是 10V 220μF 的。整流管比较粗,型号是 SB240 ,是 40V 2A 容量的,给得很足。蓝色的精密金属膜电阻是测输出电流用的,阻值 100mΩ 。USB 插座看起来很一般。电感长得比较个性,上面的彩色斑点标记出了它的电感量。

Advanced Analog 出品的控制芯片,marking 为“ E6G ”,后来查到是 AP4313 ,内部有两个运放以及一个 1.21V ± 1% 的基准电压源,可以实现恒压/恒流的输出控制。注意旁边用了精密贴片电阻,上面有 4 位数字。

终于把散热片掀掉了,里面还用了白色的散热膏。擦掉以后发现里面是 Power Integrations 的 TNY174 ,并且是 DIP-7 无铅封装。

TNY174 属于 TinySwitch-LT 家族,是一种低成本的集成 RCC 方案(不是 PWM ,可惜了),内置 650V 功率 MOSFET ,带有内部低压电源、142℃ 过热过载及欠压保护,132kHz 的振荡器设置了 8kHz 的频率抖动以减少 EMI 。待机功耗可控制在 150mW 以内,在 85-265V AC 电源输入以及封闭的操作环境下能够实现 5W 的最大输出。常温下内部功率开关导通电阻有 28Ω ,显得有点大。

就是这样的一块芯片让它在当时众多开关电源中脱颖而出了。当时的开关电源多半用两只三极管构成震荡电路,并且没有完整的异常保护,炸管子的事情时有发生。

电路板从侧面看相当拥挤,密密麻麻的。

合上以后拿胶带遮住了那条难看的缝。

这个电源次级部分已经被我修改过了。控制电路的整流管换成了 1N4148 ,电容换成了凯美机电 50V 22μF 的。输出部分的电路电容则换成了 10V 1000μF + 6.3V 1500μF ,差点就塞不下了。电感给换成了自己拿环形磁芯绕制的。

背面加了片 10μF 的 MLCC (焊得好难看呀!)。这样输出应该就更纯净了。

将来考虑把 TNY174 换成 TNY280 试试,然后试试把输出电流限制提高到 1A 。


更新:

一大票集成开关电源芯片到了。都是去年生产的。打算把 TNY278 换上去。

其实旁边还有国产通华芯的 THX202 ,改天再来吐槽这只芯片。

已经换好了,导热硅脂也被换掉了。顺便把轴向引脚绕线保险丝换成了玻璃管装保险,钳位尖峰削减电路的二极管也由 1N4007 换成了 FR107 (一大槽点,OPPO 很喜欢把 1N4007 这样的普通硅管用在不合适的地方)。二极管是竖直安装的,OPPO 给露出来的那只引脚套了绝缘管,这其实是非常周到而且非常必要的,因为这只二极管离高压电解电容太近了,而电解电容的包衣无法保证在高压下能提供足够良好的绝缘。

更换芯片是很容易的,如果你手头上有锡泵的话。先把 TNY174 的 5 、8 两个引脚上的锡吸干净,你会发现散热片的固定脚跟芯片的这两个针脚焊在同一个通孔里。用尖嘴钳轻轻地把散热片的固定脚往里掰,然后就可以取下散热片了。之后拆掉 TNY174 的其余 5 个引脚并取下芯片即可。

这类开关电源芯片之所以缺一个脚,是因为高压功率部分和低压控制部分的引脚需要足够好的绝缘隔离。

碍事的 SB240 肖特基势垒整流管也被我干掉了。左边是 0.1Ω 的限流取样电阻,它的背面还有一只 1.10 Ω 的贴片电阻与其并联。待会再背面贴上 5A 容量的 SK54 肖特基整流管,并且把 1.1Ω 的贴片电阻换掉。

完工。SK54 要比 SB240 省空间得多,但是性能却要好。黑色的整流管右边偏上就是后来换上去的 0.470Ω 电阻。这样输出电流的限制就被扩大了。

在这里顺便说说这个电源的另外一个槽点,就是用了纸基板做 PCB ,虽然是挺常见的,但是感觉跟用料不搭。纸基板绝缘性不如 FR-4 玻璃纤维板好,而且不太耐热。PCB 上的焊盘已经被我玩脱两三个了。

作了上述修改之后整流管到滤波电感这一段的峰值电压会有升高,建议将这中间的那颗滤波电容更换至 16V 470μF (容量更大的耐压 ≥ 16V 的电容似乎放不下)。

合上盖子开始测试。这个便宜的计量插座测不到 0.8W 以下的功率,说明这玩意的待机功耗低于 800mW。

顺便说一下,上图为诺记 6120 的真实拍照效果,没有加透镜,没有用 GIMP 处理。

好不容易凑足了负载,可以看到输出已经到了 5.3W 。这个电源的输出限压限流就强大在这里,只要电流达到限定的值(此时为 1A ),负载电阻就算再小电流也不会超很多,最后输出电压会降到接近 0V 。

TinySwitch 的软肋就在这了,因为是 RCC 模式而非 PWM ,所以全速工作的时候效率不怎么高。 5.3W ÷ 7.1W ≈ 74% ,在离线电源变换器里面不算太差,但是也不咋好。

运行五分钟后立即断电开壳,发现 TNY278 的散热片非常凉快,开关变压器和次级滤波电容倒是比较暖和。

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