奔馳E級(jí)USB充電模塊拆解報(bào)告

首先談一下我的感受，大家都用手機(jī)，但不一定知道目前國(guó)內(nèi)車廠出現(xiàn)了一臺(tái)神奇的設(shè)計(jì)，12個(gè)USB充電口，像裝修房子一樣。而其實(shí)汽車電源的設(shè)計(jì)具有特殊性，想要把單個(gè)USB的充電器做好，單就保護(hù)還有電壓移植的工作就已經(jīng)很不容易， 12個(gè)談何簡(jiǎn)單。

USB口涉及到要轉(zhuǎn)化成低電壓，各種手機(jī)的握手識(shí)別，還要保護(hù)手機(jī)的接口，這個(gè)是需要仔細(xì)考慮的，USB電壓可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)后端的電壓輸出不穩(wěn)定超出電池的限制。

電瓶的的電壓范圍是8V-16V，蓄電池的電流很大，而且負(fù)載隨時(shí)可能會(huì)斷開(kāi)，12V電源總線上就會(huì)產(chǎn)生超過(guò)電源電壓幾倍的沖擊電壓，蓄電池誤接和蓄電池雙倍電壓跳躍激活（24V）操作這樣大操作也會(huì)造成充電器輸入電壓超出標(biāo)稱值。

這些電源轉(zhuǎn)換器的瞬態(tài)抑制能力存在很大的差異。集成電路的OVP器件可以解決過(guò)壓?jiǎn)栴}，但是沒(méi)有浪涌防護(hù)的功能，而TVS管可以做浪涌防護(hù)，但是卻無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間過(guò)壓。最理想的情況是結(jié)合起來(lái)用，但是成本和體積都會(huì)比較高。

很巧的是，這次剛好拿到了奔馳的USB充電模塊，就想拆來(lái)和大家分享下。這個(gè)模塊是奔馳新E級(jí)車上的， 新E級(jí)給人最大的印象就是跨時(shí)代科技感，比如雙12.3寸一體式全液晶儀表和中控大屏，包含84顆發(fā)光顆粒的幾何多光束LED大燈。

而除了這些傳統(tǒng)的科技配置外，相信這個(gè)級(jí)別的消費(fèi)主力也同樣關(guān)注座艙內(nèi)的設(shè)計(jì)。新E級(jí)前排提供了支持Qi標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線充電表面，而后排則配置了我手上這個(gè)比較特別的USB充電盒。我查了一下，只有E300L以上車型有配備。

我們來(lái)看看到底特別在哪里，馬上拆解。

外觀

整個(gè)模塊外殼是ABS塑料，外部是磨砂質(zhì)感，中間是模塊插拔按鈕，方便模塊的安裝。而比較別致的地方，就是該模塊具有一個(gè)USB type C口和一個(gè)USB type A口。在目前的量產(chǎn)汽車上，USB A口是相當(dāng)常見(jiàn)，但Type C口就比較少見(jiàn)了，奔馳E級(jí)走在了主流車廠前列。

背面的輸入接口擁有三個(gè)輸入端口。

整個(gè)模塊呈楔型，斜插入的設(shè)計(jì)讓模塊厚度可以做的比較薄，廠商是花了心思的。

再來(lái)看一下規(guī)格標(biāo)稱，真是相當(dāng)高的配置了。

? 輸入電壓 9 ~ 16V

? 輸出 4.75 ~ 5.25V

? 最大電流支持到 3A

內(nèi)部

擰掉背面兩顆螺絲，可以看到模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)本身不復(fù)雜， PCB板大概只占到1/3的面積，很大的空間都是沒(méi)有利用的。由于機(jī)械結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)厚度的限制，顯然奔馳選擇了集成度很高的方案。

PCB板用了4層板的板材，表面有露銅散熱工藝，貼片工藝精良。

PCB板子通過(guò)五個(gè)塑料點(diǎn)固定，用刀切掉了固定點(diǎn)，取下PCB板。

背面器件不多，主要包含了輸入濾波和防反的電路。重要電路用金屬罩屏蔽了，應(yīng)該是考慮EMC兼容要滿足奔馳的要求。

取下金屬蓋，可以看到電感，電容和主芯片。

金屬罩是焊接在PCB上，只能通過(guò)暴力拆解。拆開(kāi)可以看到主芯片和電感，看起來(lái)電路還是非常簡(jiǎn)潔的。

主芯片是來(lái)自MPS的汽車級(jí)芯片MPQ448x。

測(cè)試

充電測(cè)試，Type A端口：支持蘋果2.4A，三星2A和DCP 1.5A，不支持市面的高壓快充協(xié)議。

用電量20%的iPhone 7 Plus實(shí)際測(cè)試，輸出5.1V, 電流1.97A，功率達(dá)10W。

Type C 端口電壓4.76V，電流3A，功率達(dá)14.3W，實(shí)測(cè)確實(shí)是3A的輸出能力。

同時(shí)測(cè)試Type A和Type C，分別都能輸出2.4A和3A，輸出能力大。

總功率為Type C 14.3W加Type A 12.3W，26.6W由一顆芯片輸出，功率密度非常驚人。

小結(jié)

我覺(jué)得豪車，比如BMW、奔馳、奧迪這幾家的工程師還是挺嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模矠榧?xì)節(jié)付出了很多的成本，有時(shí)候一分錢一分貨，是用在你不知道的地方。從這次拆解的原車USB充電模塊來(lái)看，集成度高、方案簡(jiǎn)潔，設(shè)計(jì)上考慮了主流的Type A接口，也采用了Type C接口，雙口輸出能力值得贊賞。國(guó)內(nèi)神車布置12個(gè)充電口，總不至于這么設(shè)計(jì)吧，弄個(gè)消費(fèi)級(jí)別的埋在里面，理念不同，結(jié)果自然也不同。

審核編輯：彭菁