蘋果Magsafe無線充電套裝拆解：遠(yuǎn)大于創(chuàng)意之外的硬件堆料

提到蘋果公司，大多數(shù)人都會敬佩它的創(chuàng)新精神，比如研發(fā)Touch ID，開創(chuàng)在手機(jī)上采用指紋解鎖功能；發(fā)明精致小巧的AirPods，在全球引發(fā)TWS耳機(jī)熱潮；發(fā)布Magsafe無線充電器，革新無線充電新方式。

Touch ID與AirPods，大家應(yīng)該不陌生，那什么是Magsafe無線充電呢？簡單來說，這是一種磁吸連接的無線充電技術(shù)，專門針對無線充電發(fā)射線圈和接收線圈無法精確對準(zhǔn)的痛點。雖然只是一個小小的功能，但是創(chuàng)意十足，所以本期貿(mào)澤電子爆款拆評將拆蘋果Magsafe無線充電套裝一探究竟。

拆解

蘋果Magsafe無線充電套裝包含一個15W的Magsafe無線充電發(fā)射端和一個20W的快充充電頭。Magsafe發(fā)射端外觀設(shè)計精美，帶有磨砂質(zhì)感，一整塊鋁合金完全看不到切割、拼接痕跡，工藝非常棒。這也給拆解造成困難，經(jīng)過暴力拆解后的畫面如下圖所示。

• Magsafe無線發(fā)射端

Magsafe無線發(fā)射端內(nèi)部有一圈磁鐵，正好和iphone或者是Magsafe外殼磁吸匹配，中間則是無線充電線圈，線圈和磁鐵之間有塑料環(huán)隔離，并且在塑料環(huán)上還設(shè)計檢測線圈，用于FOD，也就是異物檢測。因為在無線充電的時，發(fā)射端和接收端之間如果有金屬異物，那么在交變的磁場中會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，在導(dǎo)體內(nèi)部形成感應(yīng)電流，而此時金屬相當(dāng)于一個電阻，由此會產(chǎn)生高熱，可能引發(fā)危害，而FOD的設(shè)計可以避免這種危害。

重點看下無線充電發(fā)射端的主板（如下圖所示），PCB板上的屏蔽罩已經(jīng)用熱風(fēng)槍取下，元器件都布局在PCB板一側(cè)，硬件結(jié)構(gòu)一目了然，分為控制部分和無線充電部分。

控制部分主控芯片采用意法半導(dǎo)體的STM32F4系列微控制器（STM32F446MEY6）。

這是一款集成DSP和FPU的高性能微控制器，除了擁有更大的SRAM外，還集成更多的外設(shè)資源，如全雙工的 I²S、低于 1μA 的 RTC、2.4M采樣率的 ADC，自適應(yīng)的實時 ART 加速器，除了作為無線充電的主控，也可以應(yīng)用在工業(yè)、消費和醫(yī)療電子等行業(yè)。

德州儀器的溫度檢測芯片（TMP302），主要用于檢測無線充電時的溫度情況，如果過熱則會進(jìn)行過熱保護(hù)措辭，防止發(fā)生意外。MPS的降壓芯片，為意法半導(dǎo)體的微控制器提供工作電壓。

無線充電部分的主芯片是意法半導(dǎo)體的無線充電控制器STWPSPA1，猜測是蘋果公司專門找意法半導(dǎo)體訂制的芯片，采用CSP封裝，尺寸非常小，外圍電路精簡?？刂破髋赃吺撬念w采用并聯(lián)設(shè)計的NPO諧振電容。NPO電容也就是溫度補(bǔ)償陶瓷電容，具有非常低的介質(zhì)損耗，并且溫度穩(wěn)定性特別好，容量和損耗隨溫度影響變化比較小，多數(shù)無線充電器都要用到4顆。

除此之外，Magsafe無線充電發(fā)射端的全部硬件電路還包含一個Type-C接口（如下圖所示），這個USB TYPE-C接口電路真正詮釋了什么叫麻雀雖小，五臟俱全。不僅僅是設(shè)計得精致、可靠，而且元器件密密麻麻，外圍也有鋼套加固。

Type-C接口內(nèi)主要是一些功率器件，功能上最重要的一顆芯片是英飛凌的USB Type-C接口控制器（CYPD2104），基于Arm Cortex-M0內(nèi)核，集成GPIO，I2C，SPI，UART等基本的外設(shè)，帶有一個TYPE-C的接口，屬于入門級的Type-C接口硬件方案。

板子中間最大的芯片是德州儀器的同步升壓轉(zhuǎn)換器（TPS61178），配有斷開負(fù)載用的內(nèi)置柵極驅(qū)動器，集成了16mΩ開關(guān)FET和16mΩ整流器FET，在特定條件下，轉(zhuǎn)換效率最高可以達(dá)到96%，除了無線充電USB Type-C供電的應(yīng)用，還可以用于便攜式揚(yáng)聲器、LCD顯示器的源驅(qū)動器等場合。

看完Magsafe無線充電發(fā)射端這部分硬件，你不得不承認(rèn)蘋果公司在產(chǎn)品上的精雕細(xì)琢。就這么個小玩意，內(nèi)部的元器件選型豐富而又合理，結(jié)構(gòu)布局緊湊又不失美觀。不禁讓人感嘆，買時嫌貴，拆后又發(fā)現(xiàn)好值，真香。

• 20W快充充電頭

繼續(xù)看Magsafe無線充電套裝配套的20W快充充電頭的內(nèi)部硬件。電源PCB主板精致小巧，結(jié)構(gòu)堆疊考究，尤其在不影響電氣性能的情況下實現(xiàn)殊不易。PCB板上的被動元器件包括共模電感（用于濾除EMI干擾）、鋁電解電容（用于高壓濾波），1.25A 250V的保險絲，色環(huán)電感，變壓器，達(dá)爾科技同步整流MOS管，安森美NMOS管等。

電源主控芯片采用PI電源芯片，單看絲印查不到這顆芯片的資料，猜測可能是蘋果向PI公司訂制的產(chǎn)品，從外圍電路來看，應(yīng)該內(nèi)置了控制器、開關(guān)管、次級同步整流控制器等功能，集成度非常高。PI公司的電源芯片在國內(nèi)的應(yīng)用場合還是非常多的，比如氮化鎵電源芯片已經(jīng)被OPPO、小米、努比亞、倍思等眾多知名品牌的快充采用。

在輸出端這一側(cè)，USB PD協(xié)議芯片采用的同樣是英飛凌的USB Type-C控制器（CYPD2134），和Magsafe無線充電發(fā)射端的控制器是同系列的產(chǎn)品，基于Arm Cortex-M0內(nèi)核，集成GPIO，I2C，SPI，UART等基本的外設(shè)，帶有一個TYPE-C的接口，不同的是，它多了一些GPIO口，可操作的空間更大。

Type-C控制器旁邊是安森美的NMOS管（ NVTFS4C10N），用于輸出VBUS開關(guān)管。這個產(chǎn)品系列有30V、40V、60V的規(guī)格選擇，具備超低的導(dǎo)通電阻，適用于電源管理、電源負(fù)載開關(guān)、電機(jī)驅(qū)動等應(yīng)用。

整個充電套裝主要的一些芯片BOM如下表所示：

小結(jié)

拆解完蘋果Magsafe無線充電套裝，內(nèi)部硬件方案讓我對這個產(chǎn)品另眼相看。首先必須要承認(rèn)，貴有貴的道理，這個充電套裝無論在用料、結(jié)構(gòu)布局、工業(yè)設(shè)計均處于行業(yè)前列。其中涉及到的重要元器件都是國際知名半導(dǎo)體商的產(chǎn)品：如電源主控芯片采用的是PI公司的產(chǎn)品；USB TYPE-C控制器是英飛凌的產(chǎn)品；功率MOS管用到安森美、達(dá)爾科技的產(chǎn)品；電源芯片用到MPS、德州儀器的產(chǎn)品；充電器主控和無線充電控制器都是意法半導(dǎo)體的產(chǎn)品，以及還有一些知名日系電容器廠商的產(chǎn)品，涉及到太多重量級的品牌?？傊痪湓挘布桨附^不偷工減料，物有所值。

但是回歸到產(chǎn)品本身而言，我覺得目前Magsafe無線充電注定屬于小眾產(chǎn)品，就像我視頻中一開始提到因為成本以及市面上有線快充的限制，阻礙了它的普及。從實用性角度來說，Magsafe無線充電只能算目前介于有線快充和傳統(tǒng)無線充電之間的折中方案，或許等哪天無線充電標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一了，功率提升了，它就能一躍而上，成為無接口充電的理想解決方案之一。當(dāng)然，在此猜測也沒多大意義，是晉升還是被淘汰，時間會告訴我們答案。想了解更多更詳細(xì)的關(guān)于Magsafe無線充電器的內(nèi)容，歡迎點擊觀看由貿(mào)澤電子獨家贊助的爆款拆評視頻。