Обзор блока питания на основе силовых полупроводников из нитрида галлия (GaN) мощностью 100Вт с двумя выходами USB type-C
Что такое GaN после десятка обзоров зарядки Baseus, думаю объяснять не надо. Она была одной из первых, а конкуренты что-то подотстали. Зато в этом году все дружно подтянулись и стали представлять свои решения. Из тех, что я слышал: Xiaomi, Huawei, Samsung, Oppo, Apple, Nubia. А некоторые уже вполне можно купить:
Anker,
Aukey, ну и всякие другие
непонятные и
подозрительные производители. К тому же
TSMC собирается наладить выпуск GaN полупроводников. В общем, очень скоро будет из чего выбирать, и можно надеяться на снижение цен.
Большинство моделей обещают максимальную мощность 65Вт, что достаточно для многих моделей ноутбуков, но маловато для ноутбука + ещё чего-нибудь, а я хотел больше, поэтому ждал. И вот в январе увидел коммент, в котором упоминалась эта модель. «А вот это уже интересно» — подумал я. Производитель вроде хороший, цена адекватная, характеристики тоже. И хотя отзывов было 0, а продаж то ли 2, то ли 3, я рискнул и оформил заказ:
Что нам обещает производитель:
Два выхода USB type-C
Общая мощность: 100Вт
Выходы USB 1 или 2: 5В/3А, 9В/3А, 12В/3А, 15В/3А, 20В/5А, когда работают поодиночке
Выходы USB 1+2: 5В/3А, 9В/3А, 12В/3А, 15В/3А, 20В/2,25А, с каждого, когда работают в паре
С моей точки зрения было бы здорово, если бы в пару к двум type-C был бы ещё один, а лучше два выхода USB-A — можно даже совсем без протоколов быстрой зарядки для питания маломощных устройств типа наушников. Тогда бы получился совсем универсальный комбайн. Такие устройства на рынке есть, но стоят других денег.
Ждать отправки пришлось долго — 41 день: начался, продолжился и закончился китайский НГ и последующие праздники, Китай погрузился и вышел из карантина, были отправлены полтора десятка других моих заказов, а этот единственный так и висел не отправленным. Если честно, я уже думал, что его никогда не отправят. Так что когда продавец дал трек, я был очень сильно удивлён и обрадован. Зато почта сработала очень оперативно и доставила долгожданную покупку за 10 дней, причём успев консолидировать этот январский заказ с заказами, сделанными в марте. Итого ожидание составило 51 день. За это время цену колбасило не по-детски:
Похоже, продавец сам не знает, сколько за неё просить (ну или следит за купонами, щедро раздаваемыми Али). Текущая цена в 40 с лишним баксов уже не кажется такой привлекательной, как в январе, зато есть купоны Али, которых у меня при покупке не было, так что то на то и выходит.
Зарядка приехала в обычном жёлтом бумажном почтовом пакете. Внутри была практически не пострадавшая в пути коробка с приятным не крикливым оформлением:
Сама зарядка лежала в пластиковом ложементе в белом пакетике:
Ну и до кучи немного макулатуры.
Зарядка из белого матового пластика, практически квадратная со скруглёнными гранями и торчащей сбоку евро-вилкой (CEE 7/16) со слегка сходящимися контактами:
На одной из сторон красуется крупное лого производителя:
На боку указаны модель, характеристики и сертификационные значки:
На противоположном вилке боку расположены два выхода USB type-C и круглый индикатор, при подключении горящий неярким синим цветом:
Корпус достаточно толстый, и при подключении в удлинители с розетками, расположенными под углом 45°, перекрывает с одной стороны соседнюю позицию. Размеры: 66 х 68 (без вилки) х 104 (с вилкой) х 32 мм. Весит 195г. Неожиданно увесистая, а то я уже привык, что китайские зарядки почти ничего не весят, а тут сразу чувствуется, что продают не воздух.
Для наглядности собрал по дому несколько блоков питания:
В верхнем ряду 15Вт зарядка от смартфона Samsung, 65Вт БП от ноутбука Dell, 65Вт БП от ноутбука ASUS, в нижнем — субж и древний 90Вт БП от ноутбука ASUS. По объёму и весу современные 65Вт ноутбучные БП сопоставимы с этой, но имеют на треть меньшую мощность. Не говоря уж о том, что ноутбучные — «глупые» и выдают только одно напряжение. Прогресс явно виден, хотя вот так чтобы ВАУ!-эффекта не возникает.
Тесты
Начал с определения поддерживаемых протоколов. Взял кабель type-C — type-C, имеющий чип E-Mark на 5А, тестер U2p, запустил автотест и получил следующее:
Power Delivery 3.0 присутствуют, а вся проприетарщина в пролёте. Исключение сделано только для Quick Charge 3.0, видимо из-за его массовости. Неожиданно. Повторил тест — то же самое. Перевернул разъём type-C в тестере — то же самое, перевернул в БП — то же самое. Подключил ко второму выходу — то же самое. Ну хорошо, заменил тестер на FNC88:
Появился Huawei FCP, но это глюк тестера, т.к. последующая перепроверка в ручном режиме ничего не дала.
Заменяю кабель на более простой, без чипа E-Mark. Напоминаю, что в таком случае максимальный ток ограничивается 3А:
Тут без сюрпризов.
Список профилей Power Delivery:
Оба тестера единодушно показывают полное соответствие заявленным характеристикам.
Quick Charge
Ручная проверка подтверждает, что по QC2.0 поддерживается максимум 12В:
а по QC3.0 — от 3,64 до 12,04В:
С нагрузкой только в одном выходе разобрались, посмотрим, как себя поведёт, если подключить сразу две. Напомню, нам обещали 45 + 45 Вт:
А тут всё прекрасно. При подключении второй нагрузки, первый порт перегружается, но делает это один и только один раз. После этого вся мощность делится между выходами поровну и они становятся полностью независимыми друг от друга — на одном можно играться напряжениями в триггере — 5-9-12-15-20В, а то и вообще переключиться на QC — больше перезагрузок не происходит. Сделал фото, на котором одновременно 20 и 9 вольт, имитирующие одновременную зарядку ноутбука и смартфона:
При отключении второй нагрузки первый порт не перегружается, а продолжает какое-то время работать в прежнем режиме, что просто замечательно, т.к. не прерывается питание устройств, если у них нет собственного аккумулятора. Со временем он может восстановить первоначальный режим, но я так и не понял, чем он для этого руководствуется — проверяешь-проверяешь, а на тестере всё максимум 45Вт, а иногда бац — и опять 100Вт, причём без перезагрузки порта.
Нагрузочные тесты.
Показания снимал с тестера FNC88, подключенного непосредственно к выходу БП, чтобы провода и лишние разъёмы не влияли на результат. Фотографировать процесс не стал — слишком много фоток получилось бы. Результаты свёл в графики:
Кому интересно
табличка со значениями
| I,A | 5В | PD, 9В | PD, 12В | PD, 15В | PD, 20В | QC2, 9В | QC2, 12В | PD port2, 20В |
| 0 | 5,05 | 9,05 | 12,03 | 15 | 19,93 | 9,05 | 12,04 | 19,96 |
| 0,5 | 5,01 | 9,01 | 11,99 | 14,95 | 19,88 | 9 | 11,99 | 19,91 |
| 1 | 4,99 | 8,99 | 11,97 | 14,93 | 19,87 | 8,98 | 11,97 | 19,9 |
| 1,5 | 4,98 | 8,98 | 11,96 | 14,92 | 19,85 | 8,97 | 11,96 | 19,89 |
| 2 | 4,96 | 8,96 | 11,94 | 14,9 | 19,84 | 8,95 | 11,94 | 19,89 |
| 2,5 | 4,94 | 8,94 | 11,92 | 14,88 | 19,82 | 8,93 | 11,92 | 19,88 |
| 3 | 4,92 | 8,92 | 11,9 | 14,87 | 19,81 | 8,91 | 11,91 | 19,87 |
| 3,3 | 4,91 | 8,91 | 11,9 | 14,86 | 19,8 | 8,9 | 11,9 | 19,87 |
| 3,4 | 4,9 | 8,91 | 11,89 | 14,85 | 19,8 | 8,9 | 11,89 | 19,86 |
| 3,5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 19,79 | 0 | 0 | 19,86 |
| 4 | | | | | 19,77 | | | 19,85 |
| 4,5 | | | | | 19,76 | | | 19,83 |
| 5 | | | | | 19,74 | | | 19,82 |
| 5,7 | | | | | 19,72 | | | 19,82 |
| 5,8 | | | | | 0 | | | 0 |
Несколько комментариев к результатам:
Первый выход:
— 5В: напряжение во всём диапазоне мощностей проседает очень мало, график практически линейный. При обещанных максимальных 3А защита сработала при 3,5А, напряжение при этом отличалось от номинала всего на 2% при разрешённых +-5%.
— Power Delivery 9-12-15В: аналогично 5 вольт — практически линейный график, очень незначительное падение напряжения с ростом силы тока и срабатывание защиты при 3,5А. При максимальной силе тока отклонение от номинала не более 1%.
— Power Delivery 20В: аналогично предыдущим, с той лишь разницей, что максимальный обещанный ток — 5А, а защита сработала при 5,8А. Таким образом, БП выдал 112Вт.
— Quick Charge 9-12В: значения практически совпали с Power Delivery, разница в пределах погрешности измерений.
Второй выход:
Подробно расписывать не буду, поведение совпадает с первым, только значения напряжений чуть-чуть выше, на 0,03-0,1В, видимо из-за индивидуальных характеристик установленных элементов на этом выходе.
Ну и фотка работы на максимальной мощности:
На напряжение не смотрите, показометр в тестере не отличается большой точностью.
При нагрузке на оба выхода одновременно, обещано, что мощность делиться поровну: 45+45Вт. Не знаю, почему производитель не реализовал 50+50Вт, может перестраховался, может не захотел заморачиваться. В любом случае, 45 ватт достаточно, чтобы обеспечить 3А для всех напряжений, кроме 20 вольт, поэтому максимальная сила тока при 20В снижена с 5 до 2,25А. Я проверил это, и на практике оказалось, что защита срабатывает при 2,5А, т.е. получается всё же 50+50Вт.
Тестеры — это хорошо, но не смог удержаться, что бы не проверить с реальными гаджетами. Для начала подключил свой смартфон Samsung A40. Он поддерживает только протокол быстрой зарядки AFC, про который пишут, что совместим с QC2.0:
Быстрая зарядка заработала, что радует. Следующим стал мой ноутбук Dell, который я подключил с помощью
этого PD-триггера. Зарядка пошла без проблем.
Ещё некоторые впечатления от работы этого БП:
— Как ни прислушивался, но в тихой комнате вплотную шума от него не услышал, даже на холостом ходу.
— На максимальной мощности гонял минут 10-15, при этом корпус нагрелся совсем не сильно, на ощупь чуть теплее человеческого тела.
— Осциллографа у меня нет, и смартфону моему похоже совершенно безразлично качество зарядки, т.к. к чему бы его не подключал, но тачскрин не глючит, так что вопрос помех оставляю открытым.
Добавление к обзору:
По просьбам провёл тест при максимальной мощности в течении часа
Взял безымянный китайский бытовой ваттметр неизвестной точности:
потребление на холостом ходу скакало от 0 до 0,1Вт
взял мультиметр Richmeters 102PRO:
Точность его комплектной термопары ничем не проверял, но в комнате по ощущениям действительно около 23°C. Приклеил её изолентой к БП и собрал такой стенд:
Выставил с помощью PD-триггера 20В и максимально разрешённый ток — 5А и запустил секундомер. Каждую минуту записывал значения температуры и мощности.
табличка со значениями
| t, min | T, °C | P, W |
| 0 | 25 | 108,3 |
| 1 | 26 | 108 |
| 2 | 27 | 108 |
| 3 | 27 | 108,4 |
| 4 | 29 | 108,4 |
| 5 | 29 | 108,3 |
| 6 | 30 | 108,3 |
| 7 | 31 | 108,3 |
| 8 | 32 | 108,3 |
| 9 | 33 | 108,3 |
| 10 | 35 | 108,3 |
| 11 | 36 | 108,3 |
| 12 | 37 | 108,3 |
| 13 | 37 | 108,3 |
| 14 | 38 | 108,3 |
| 15 | 39 | 109 |
| 16 | 39 | 109 |
| 17 | 40 | 108,4 |
| 18 | 41 | 109 |
| 19 | 41 | 109 |
| 20 | 41 | 108,3 |
| 21 | 42 | 109,1 |
| 22 | 43 | 109,1 |
| 23 | 44 | 109,2 |
| 24 | 44 | 109,2 |
| 25 | 44 | 109,2 |
| 26 | 45 | 109,1 |
| 27 | 45 | 109,1 |
| 28 | 45 | 109,3 |
| 29 | 45 | 109,1 |
| 30 | 46 | 109,2 |
| 31 | 46 | 109,1 |
| 32 | 46 | 109,2 |
| 33 | 47 | 109,2 |
| 34 | 47 | 109,1 |
| 35 | 47 | 109,1 |
| 36 | 48 | 109,2 |
| 37 | 47 | 109,2 |
| 38 | 47 | 109,3 |
| 39 | 48 | 109,2 |
| 40 | 48 | 109,3 |
| 41 | 48 | 109,2 |
| 42 | 48 | 109,2 |
| 43 | 49 | 109,2 |
| 44 | 49 | 109,3 |
| 45 | 49 | 109,2 |
| 46 | 49 | 109,3 |
| 47 | 49 | 109,2 |
| 48 | 48 | 109,3 |
| 49 | 48 | 109,2 |
| 50 | 49 | 109,4 |
| 51 | 49 | 109,3 |
| 52 | 49 | 109,3 |
| 53 | 49 | 109,3 |
| 54 | 49 | 109,4 |
| 55 | 49 | 109,3 |
| 56 | 49 | 109,4 |
| 57 | 49 | 109,3 |
| 58 | 49 | 109,3 |
| 59 | 49 | 109,3 |
| 60 | 49 | 109,3 |
На 43 минуте температура корпуса достигла максимального значения в 49°C и больше не росла. График температуры от времени:
Финальная фотография стенда:
Потребляемая мощность выросла от 108Вт в начале теста до 109,4 в конце. А напряжение на выходе за это время поднялось примерно на 0,2В (от 19,9 до 20,1В). КПД при такой нагрузке получилось около 92%, а выделяемая БП мощность — около 8Вт.
Выводы:
+ максимальная мощность процентов на 10 больше обещанной
+ не перезагружает выходы по поводу и без
+ адекватно работающая защита от превышения мощности
+ при работе греется не сильно
+ весьма компактный для своей мощности
+ не маркий матовый корпус
+ не гудит, не пищит
— из протоколов быстрой зарядки поддерживаются только PD3.0 и QC3.0
— при двух потребителях мощность между выходами делится поровну 45+45Вт, я бы предпочёл 65+35Вт, чтобы питать ноутбук + ещё что-нибудь маломощное
— всего два выхода type-C, хотелось бы ещё 1-2 USB-A
P.S. Сегодня обнаружил, что во время наступающей распродажи, цену обещают снизить до $34.91. С купонами должно быть ещё дешевле. Эх, если б не курс. Как же я рад, что вовремя успел, а не стал дальше ждать и выбирать ;)
Не знаю, имеет ли смысл брать её для обзора теперь.
Все в общем-то примерно как я и думал, за обзор спасибо.
А если продавец даст, то почему бы и не взять — мне мою стало очень жалко курочить, чтобы потроха посмотреть — всё таки не дешёвая и качественная. А вы смогли бы и пульсации посмотреть и термограмму сделать.
Понятно что свой разбирать/ковырять желания нет и это понятно, то же самое касается и осциллограмм, которые чтобы снять желательно опять же разобрать устройство, как и корректно измерить температуру. Но здесь видно что сделано все что возможно сделать без разборки, за то и спасибо.
Напишу им еще раз, если все таки отправят, то конечно разберу. Я собственно и изначально так планировал.
Но вот как-то подвели в этот раз, ждал именно то что в обзоре.
Просто больше не рассматриваешь к покупке и купоны/акции уже не помогут.
Вот честно, вообще не вижу проблем, чтобы трястись за какой-то зарядник.
У меня только один раз разборка застопорилась, когда не получилось разобрать полностью, жалко стало, это был Lenovo P2, а здесь…
Сожалею, что так получилось.
Была бы это самая большая потеря в жизни.
Почему сожалеете? Я его обратно собрал и до сих пор пользуюсь, отличный телефон. Просто другие я разбирал так, чтобы добраться до аккумулятора, а здесь не получилось.
Хочется сначала как бы напользоваться вдоволь такой первой зарядкой, понять её поведение, а потом уже разбирать. Поэтому не первая. Я, к примеру, не с первого раза зарядки начал разбирать.
Потеря не потеря, но она не из дешевых всё-таки.
3.
Я думал вы телефон не смогли собрать дальше. Тогда отлично, что используете сейчас его!
P.S. А по поводу внутреннего мира, его есть смысл рассматривать на дешевых зарядках. В премиум классе, достаточно подтверждения заявленных характеристик, ну и возможные нюансы.
Пока CHOETECH это не авторитет. Это как с компьютерными БП. Реальных производителей мало, а фирм которые продают БП под своей этикеткой много. Можно заказать на одной и той же платформе, у реального производителя, разные по исполнению/стоимости БП. Чуть здесь сэкономить, чуть там. А деньги пустить на рекламу, включить борзометр/жадность и сделать ценник «взрослый».
А можно и реально заказать у производителя на «всю катушку». И пока не сделаешь себе имя и не завоюешь часть рынка, то жить на скромный ценник, на хлебе и воде.
и две зарядки с подсветкой в портах.
А чем плох Baseus (из своего или чужого / общего опыта)?
пс а также: 45Вт это на порт (при нагрузке на оба), но с ограничением по току, т.е. до 15В каждый свои 3А получит, а на один порт — каждый получит свой максимум
А ещё пытаюсь найти кабель typeC-C, чтобы был универсальным для зарядки и для данных — метра 2, 100Вт и минимум USB 3.0, но они либо УГ, либо толстые, жёсткие и дорогие.
Нигде не бывает такого, чтобы кресло и диван были у розетки, да и та всегда одна.
И всего лишь один компонент в нем на основе нитрида галлия.
В ГАН чудеса могут верить только гуманитарии.
P.S. Шорт побьери, у меня же есть бытовой ваттметр. Надо попробовать КПД померить. Правда это теперь только в понедельник.
Ввау! Надо нитрида взять, да ещё и галлия!
Жертвы маркетинга довольны!:)
Похоже, надо. Автору в первую очередь.
Как написали выше — маркетинговый нитрид галлия применяется только в одном компоненте, который даже в плохих БП не на первом месте по выделению тепла.
Опять же если вы инженер-практик, то даже на этом сайте можете на первой странице поиска найти данный обзор: mySKU.me/blog/jd/77068.html
Как видите, существуют БП без GaN И прочих лишних маркетинговых букв, которые при меньшем объеме эффективнее или, как минимум, не хуже.
И если вы теоретик, можете посмотреть, что используется в том и другом БП.
У GaN NV6115 Rdson = 170мОм, у IPL60R365P7 — 310мОм. Но существует еще такая штука, как датчик тока, который в случае базеуса = 250мОм, а в леново — 190мОм. Так что у GaN будет выигрыш в ~0,045Вт, что для 100Вт имеет повлияет на КПД на те же 0,045%.
Можно было бы сказать, что у NV6115 GaN лучше фронты и и он может работать на 2МГц. Но, внезапно, контроллер установленный в том БП умеет максимум в 500КГц. Сколько в леново — неясно, даташит не нашел.
Но вы же Инженер — вам лучше знать.
Занудами называть тех кто вам указывает на косяки — так вообще довольно некультурно.
P.S. Специально проверил — недовольны только те, кто сам ничего не написал.
А через 2-3 часа работы его можно держать в руках, или там этот нитрид галлия в выходном диоде, трансформаторе то же присутствует? Разве греется только одна микросхема?
Да, но 40$, Карл! И толку от экономии места в чемодане, если ноут с телефоном нельзя заряжать одновременно.
На распродаже за 33 можно взять, и купоны али сверху
Свои ноут с телефоном я УЖЕ заряжал одновременно, мой ноут при обычной работе (в Интернет посидеть) жрёт ватт 20. Если ещё аккумулятор заряжает, то ещё 20.
Ну что тут экономить. Мы с женой, когда едем куда, всегда берем 2 ЗУ, так как часто бывает, что нам одновременно нужно питать-заряжать свои девайсы, да еще если в разных местах сидим.
Ради интереса нагрузил свой «народный» БП 24В 4А четырьмя амперами, т.е. 100вт. Через пол-часа к радиаторам страшно прикасаться, и это не в закрытом корпусе!
Понятно что это «бла-бла-бла» маркетологов. Но повторять то их глупости зачем?
Можно я ещё раз попытаю счастья с www.kickstarter.com/projects/593941944/galio-ultimate-small-and-powerful-120w-gan-sic-usb-c-charger ;))
ae01.alicdn.com/kf/H9900477a2205417596386e32861400029/USB-C-65-30-PD3-0-PPS.jpg_640x640.jpg
aliexpress.ru/item/32966948788.html
Но всё равно спасибо :)
Продавец выслал новый блок. И вот уже по сегодняшний день проблем нет.