Bộ sạc iPhone của Apple: chất lượng cao, kiểu dáng gọn, giá không rẻ — Phần 3/4: Bộ biến áp

(Phần 2: Chi tiết mạch điện) …

Biến áp flyback là linh kiện chủ chốt của bộ sạc, là linh kiện lớn nhất và có lẽ cũng mắc nhất [14]. Bên trong đó có gì? Tôi đã tháo tung bộ biến áp ra để tìm hiểu.

Biến áp có kích thước khoảng 1.25cm x 1.25cm x 0.85cm . Bên trong có ba cuộn dây: một cuộn sơ cấp dành cho ngõ vào có điện áp cao, một cuộn phụ hoạt động ở điện áp thấp để cấp điện cho mạch điều khiển, và một cuộn hoạt động ở điện áp thấp nhưng với dòng điện cao để cấp điện cho ngõ ra. Cuộn dây ngõ ra được nối với các dây dẫn màu trắng và đen của biến áp còn các cuộn dây khác được nối với các chân gắn ở bên dưới của biến áp.

Biến áp được bọc trong vài lớp băng keo cách điện. Dòng chữ thứ hai trên miếng băng keo có vẻ như bắt đầu bằng “FLEX”, dùng để chỉ Flextronics. Hai sợi dây quấn quanh biến áp được nối đất để tạo lớp chắn bảo vệ.

Sau khi tháo lớp dây bảo vệ và băng keo, hai nửa của lõi sắt từ (ferrite) có thể được tháo khỏi các cuộn dây. Lõi này là một loại gốm khá dòn nên nó bị bể trong quá trình tháo gỡ. Lõi bao quanh các cuộn dây để dẫn các đường sức từ. Mỗi phần của lõi có kích thước khoảng 6mm x 11mm x 4mm; lõi này kiểu EQ. Phần hình trụ tròn ở giữa hơi ngắn hơn so với hai đầu hai bên nên khi ghép hai nữa lại với nhau sẽ có một khe hở không khí. Khe hở rộng 0.28mm này lưu trữ năng lượng từ trường cho biến áp flyback.

Bên dưới hai lớp băng keo là một cuộn dây mảnh bọc cách điện có 17 vòng mà tôi cho rằng đó là một cuộn tạo lớp chắn nữa để dẫn các can nhiễu xuống cực nối đất.

Bên dưới cuộn tạo lớp chắn và hai lớp băng keo là cuộn thứ cấp dành cho ngõ ra có 6 vòng dây được bọc trắng và đen ở hai đầu. Để ý rằng cuộn này sử dụng dây có tiết diện lớn do nó phải dẫn dòng điện 1A. Để ý thêm rằng cuộn dây được cách điện ba lớp theo yêu cầu an toàn của UL để đảm bảo rằng điện áp cao ở ngõ vào được ngăn cách với ngõ ra. Đây là chỗ mà các bộ sạc rẻ tiền khai thác – chúng dùng dây dẫn thông thường thay vì dây cách điện ba lớp, và dùng rất ít băng keo. Kết quả là bạn ít được bảo vệ khỏi điện áp cao một khi có vấn đề với lớp cách điện hay xung điện.

Bên dưới hai lớp băng keo nữa là cuộn sơ cấp bao gồm 11 vòng dây có tiết diện lớn để cấp điện cho chíp điều khiển. Do cuộn dây này nằm bên phía sơ cấp nó không cần phải bọc cách điện ba lớp mà chỉ có một lớp cách điện mỏng.

Bên dưới hai lớp băng keo cách điện cuối cùng là cuộn sơ cấp ngõ vào bao gồm bốn lớp, mỗi lớp khoảng 23 vòng dây. Đây là cuộn nhận điện áp cao ở ngõ vào. Do dòng điện rất thấp nên dây dẫn có thể rất mỏng. Do cuộn sơ cấp có số vòng nhiều gấp khoảng 15 lần so với cuộn thứ cấp nên điện áp thứ cấp bằng 1/15 điện áp sơ cấp nhưng dòng điện lại cao gấp 15 lần. Như vậy, bộ biến áp chuyển điện áp cao ở ngõ vào thành điện áp thấp ở ngõ ra nhưng với dòng điện lớn.

Hình cuối cùng cho thấy tất cả các thành phần của bộ biến áp; từ trái sang là lớp băng keo bên ngoài cho đến bên phải là cuộn dây trong cùng và ống dây.

Biện độ lợi nhuận khủng của Apple

Tôi thực sự ngạc nhiên khi biết được biên độ lợi nhuận của Apple từ những bộ sạc này. Chúng được bán với giá khoảng 30 đô (nếu không phải là hàng giả), nhưng gần như toàn bộ con số đó là lợi nhuận. Samsung bán chỉ khoảng 6 đến 10 đô cho một bộ sạc tương tự, mà tôi cũng đã tháo ra (và sẽ viết bài chi tiết sau này.) Bộ sạc của Apple có chất lượng cao hơn và tôi ước tính là các linh kiện được thêm vào có giá khoảng 1 đô-la [14]. Nhưng nó được bán với giá cao hơn đến hơn 20 đô-la.

…

(Xem tiếp Phần 4)

Ghi chú và tham khảo

[14] Để ước lượng chi phí của các linh kiện dùng trong bộ sạc, tôi tham khảo giá cùa một vài linh kiện trên octopart.com. Đây là giá tốt nhất mà tôi có được sau khi tìm kiếm một cách qua loa, mua theo lô 1000 đơn vị, và cố gắng tìm chính xác loại linh kiện mong muốn. Tôi cho rằng Apple sẽ mua với giá rẻ hơn mức giá này nhiều.  

Một vài chú ý. Biến áp flyback thường là loại được thiết kế theo yêu cầu và giá cả rất khó định nên tôi không chắc lắm về giá. Tôi nghĩ rằng giá POSCAP cao do tôi tìm đúng nhà sản xuất mong muốn, nhưng nhìn chung thì tụ tantalum khá mắc. Tụ và điện trở SMD rẻ một cách đáng ngạc nhiên: với một xu ta có thể mua được vài cái.

• Nguyên bản tiếng Anh: “Apple iPhone charger teardown: quality in a tiny expensive package,”  Ken Shirriff, Jan 2015.
• Người dịch: Tạ Minh Chiến