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iPhone12 MagSafe磁吸无线充电器IC级分析申报_芯片_线圈

少女玫瑰心 2025-01-13 14:30:33 0

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西安半导体功率器件测试运用中央是国家CNAS授权的第三方实验室,实验室由四个科室组成,分别为半导体测尝尝验室,紧张进行半导体动态、静态、热参数的测试;半导体失落效剖析实验室,紧张进行各种半导体器件的失落效剖析;半导体可靠性实验室,紧张各种半导体器件供应全面的可靠性测试评估;半导体运用实验室,紧张从事器件在系统级运用、测试及剖析。

苹果MagSafe无线充电器的包装盒仍旧是范例的苹果风设计,白色基调,形状方正。
盒子正面设有苹果logo、MagSafe Charger和产品外不雅观图,十分简约。

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纸盒内部采取纸槽用来放置充电板,中间卡纸固定线缆。
全体包装全部纸质化,可以说是苹果环保行动的一个很好表示。

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(图片来自网络侵删)

iPhone12 MagSafe磁吸无线充电器主电路由两部分组成,分别为USB Type-C线头单元电路及线圈发射单元电路。
无论是线头部分还是发射部分,全体充电器做工紧凑,体积极小,铝型材后壳,科技感十足。

线圈发射部分外不雅观

线圈发射部分 X RAY图

从发射部分的XRAY图中可以清晰的看出16块钕铁硼强磁铁拼装成的环形磁铁,同时线圈、电路板及线圈的焊接点均清晰可见。

USB-C部分外不雅观

USB-C部分 X RAY图

从线头XRAY图可清晰看出其电感、线头焊接点,电路板及输出的三颗电容,拆解后经丈量其容量为22μF。

USB Type-C线头单元解剖后创造其紧张IC有两款,分别是同步BOOST IC 和Type-C接口掌握IC。
该两款IC封装形式均为FC-BGA(Flip Chip Ball Grid Array),该种倒装技能较我们常用的WireBond封装技能的芯片有较好的EMI特性及电性能,同时可将WireBond封装芯片芯片的面积减小30%-60%,这种封装办法特殊适宜MagSafe磁吸无线充电器这种对产品尺寸哀求极高的产品,因此iPhone12 MagSafe磁吸无线充电器采取的主控IC均为FC-BGA封装的IC。

BOOST采取TI的IC,丝印为2ASH。
TI官网未查到相应型号,根据管脚功能及封装形式推测该IC该当为TI为Apple定制的BOOST升压IC,TI该款IC市场版本型号为TPS61178,为内部集成2颗16mΩ的同步BOOST IC。
有逼迫PWM模式和轻载PFM两款可选。

BOOST 升压IC XRAY图

BOOST 升压IC DECAP 图

结合XRAY、DECAP图、电路板上丈量、TPS61178规格书等信息可确认出个中见三个竖形铜框架分别为该款IC的Vout、SW、GND等功率管脚,从去除框架的的DECAP图中可看出个中导电的三个管脚周围形成的方框是两颗同步升压MOS管,旁边两侧为IC的掌握及保护电路。

TPS61178的范例运用如上图所示,MagSafe磁吸无线充电器实际利用时电感采取3.3μH的电感,输出采取了3颗22μF的电容并联,取值也与TPS61178范例取值同等。

USB Type-C掌握器采取的赛普拉斯的CYPD2104,赛普拉斯目前已被英飞凌收购。
CYPD2014内部集成了32位的ARM Cortex-M0处理器,支持一个Type-C端口,符合PD标准。
采取BGA封装,体积极小。

赛普拉斯 CYPD2104 XRAY图

CYPD2104 在线缆上的范例运用图

CYPD2104 DECAP图

在升压线头上面,除过上面两个主控IC外,其余还有两颗IC,丝印分别为1324V和2P,这两颗IC的外不雅观及解剖图分别如下:

丝印1324V的芯片和丝印2P的芯片外不雅观

1324V XRAY 图

1324V DECAP图

1324V DECAP图

1324V从其DECAP的图片来看,其有大面积铜框架左侧部分很大可能是两颗MOS,右侧则是芯片电路部分,MOS管用于输入过压过流保护功能,保护接口和后级元件不被破坏。

2P XRAY图

丝印为2P的IC则采取相对传统的DFN封装形式,从其XRAY图片可以看到明显的打线。

2P DECAP 图

DECAP图片放大

通过DECAP图片看出这颗IC来自安森美,NCP715,低功耗宽输入LDO。
XDFN6封装,结合丝印信息判断是一颗3.3V稳压。

线圈发射部分由两部分电路组成,分别是连接认证掌握部分和无线充电线圈发射部分,从充电头网之前的解剖图片中可以看出,两部分分别被屏蔽罩盖着。
无线充电线圈外侧是NFC线圈。
线圈发射部分的掌握采取的ST意法半导体的芯片,ST官网在无线充方向运用的发射芯片为STWBC-MC,而本次解剖的型号为STWPSPA1,该当属于ST为Apple定制IC。

该IC直接采取晶圆级封装(WL-CSP Wafer level Chip Scale Package),这种封装的器件成品大小与芯片尺寸相同,与传统封装形式比较,该封装最大程度的降落了封装导致的体积增加,该封装形式的上风与FC-BGA的上风类似;不同的是FC-BGA是关于管脚焊接的工艺角度来说,WL-CSP则是从芯片本身的角度来考虑,本次的线圈主控IC STWPSPA1则同时用到了FC-BGA和WL-CSP两种技能,从而使得芯片封装的体积最小化,Magsafe磁吸式无线充利用该种封装的器件从而使得体积上风最大化。

STWPSPA1 XRAY图

STWPSPA1 DECAP图

通过DECAP图可以看出,STWPSPA1芯片右侧内置两颗MOS管,与芯片外置的两颗组成H桥驱动无线充电线圈。

发射真个认证芯片同样采取ST的芯片,为STM32F446MEY6,用于连接认证以及无线充电器其他保护掌握功能。

STM32F446MEY6是ST的带DSP和FPU的高性能根本系列ARM Cortex-M4 MCU,其封装也采取的WL-CSP封装,用于减小封装体积。
STM32F446MEY6同样的采取了FC-BGA和WL-CSP两种封装技能,不同的是其芯片表面涂上了一层玄色的涂层,用于保护芯片。

STM32F446MEY6 XRAY图

STM32F446MEY6 DECAP图

为STM32F446MEY6供电的是一颗MPS的降压芯片,同步整流,采取DFN-8封装。

MPS降压芯片X RAY图

发射线圈阁下还有两颗MOS管,这两颗MOS管为DFN33的封装,丝印为06 OBU。

06 OBU XRAY图

06 OBU DECAP图

06 OBU DECAP图

这两颗MOS则采取了传统的框架打线工艺,从图片中可以清晰的看到其框架、晶圆、打线等构造。

苹果MagSafe磁吸无线充电器电路设计繁芜,体积极小,主控IC均采取了FC-BGA倒装技能,发射线圈部分的IC还采取WL-CSP技能,从而使得MagSafe磁吸无线充电器的电路部分的体积降到最小,iPhone12 Magsafe磁吸无线充电器不仅在系统级设计上采取了最新的无线充电技能,在芯片选用上也采取了前辈的半导体器件,同时里面用到多款定制规格的IC,全体产品构造紧凑、质感优秀、科技感十足。

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