前言
充電頭網拿到了制糖工廠推出的全新開源硬件平臺Humming Board,這款設備是小電拼Pro/Ultra的開發原型,更是一個為開發者而生的硬件探索平臺。Humming Board具有強大的性能和極高的靈活性,是一個模塊化,開放的硬件平臺,助力開發者調試與驗證,也為初學者學習提供幫助。
Humming Board采用XT60接口供電,具備五個USB-C輸出接口,一個USB-C Debug接口,一個OLED屏幕接口。并設有FPGA芯片,協議芯片和無線連接芯片。Humming Board采用一線大品牌元器件,并配有導熱墊和鋁合金底座散熱。下面就帶來Humming Board開源硬件平臺的拆解,一起看看用料和方案。
制糖工廠Humming Board開源硬件平臺開箱
Humming Board采用硬質紙盒包裝,貼紙右側印有蜂鳥圖案。
包裝盒側面設有紅色提手。
拉出包裝盒,內部黑色卡紙印有紅色糖塊圖案。
在泡沫包裝內部固定Humming Board開源硬件平臺。
Humming Board開源硬件平臺一覽,在鋁合金底板上固定PCBA模塊。
使用游標卡尺測得Humming Board開源硬件平臺長度約為187.2mm。
寬度約為86.1mm。
測得最厚處約為17.4mm。
Humming Board開源硬件平臺拿在手上的大小直觀感受。
測得Humming Board開源硬件平臺重量約為318.7g。
制糖工廠Humming Board開源硬件平臺拆解
看完了制糖工廠Humming Board開源硬件平臺的開箱展示,下面就進行拆解,一起看看內部的用料和方案。
制糖工廠Humming Board開源硬件平臺由PCBA模塊和鋁合金底座組成,PCBA模塊通過螺絲固定。
鋁合金底座背面粘貼防滑橡膠腳墊,鋁合金底座對應天線位置鏤空,避免阻擋信號。
用于電源輸入的XT60接口特寫。
OLED屏幕接口特寫。
JTAG接口特寫。
用于DEBUG的USB-C接口特寫。
對應5路輸出的USB-C接口特寫,接口兩側設有調試排針。
PCBA模塊通過螺絲固定。
擰下四顆固定螺絲,從鋁合金底座上拆下PCBA模塊,PCBA模塊和鋁合金底座之間設有導熱墊。
PCBA模塊正面一覽,左側為電源輸入端,焊接XT60連接器,MLCC濾波電容,右側為降壓電路,用于為FPGA,無線連接芯片供電。中間位置設有五路同步降壓電路,右側設有FPGA芯片,無線連接芯片,存儲器和連接接口。
PCBA模塊背面沒有元件,對應插接件和USB-C母座固定腳過孔焊接固定。
輸入端設有TVS,MLCC濾波電容,電流檢測放大器和降壓芯片,其中MLCC濾波電容為2220尺寸。
輸入端電流檢測放大器來自思瑞浦,絲印9A2,型號TP181A2,是一顆零偏移雙向電流檢測放大器,支持36V輸入電壓,采用SC70-6封裝,上方設有3mΩ檢流電阻。
降壓芯片來自德州儀器,型號TPS54240,是一顆42V輸入電壓的降壓芯片,芯片內部集成200mΩ高側MOS管,具備全面完善的保護功能,支持2.5A輸出電流,采用HVSSOP封裝。
搭配使用的降壓電感來自線藝,型號SER1360-103L,電感量為10μH,標稱直流電阻9.8mΩ。
肖特基二極管來自辰達行,型號SS54C,規格為40V 5A,采用SMC封裝。
五路USB-C降壓電路完全相同,選取左側一路進行介紹。
輸入端設有兩顆MLCC濾波電容。
USB-C接口降壓協議芯片采用智融科技SW3566,這是一款集成7A Buck控制器,支持140W(28V@5A)功率輸出,且支持PD3.1等多快充協議的C+C雙口SoC。SW3566內嵌ARM Cortex-M0內核,集成Type-C接口邏輯,PD3.1 PHY,UFCS PHY,SCP/AFC PHY,TFCP PHY以及QC/PE/SFCP等快充協議檢測電路,外圍只需少量的器件,即可組成完整的高性能的C+C雙口快速充電解決方案。
SW3566集成了CC/CV模式,雙口管理邏輯和母線電壓檢測,搭配對應的降壓開關管和VBUS開關管即可實現雙口降壓輸出。芯片內置的降壓轉換器工作頻率有125KHz、180KHz、333KHz、500KHz,支持PWM和PFM工作模式。輸出電流,線損補償等保護閾值均可通過MCU進行設定,內置的ADC可實現輸入輸出電壓,輸出電流,芯片溫度等9個通道的數據采樣,支持外接MCU進行參數顯示。
SW3566支持36V輸入電壓,最高輸出電流7A,芯片內置軟啟動,輸入過壓/欠壓保護,輸出過壓/欠壓保護,輸出過流/短路保護,DP/DM/CC過壓保護,芯片過溫保護和外接NTC熱敏電阻保護,以及限功率保護。芯片采用QFN4*4-32封裝。
智融科技 SW3566 資料信息。
同步降壓開關管來自智融科技,型號SWT40N45,耐壓45V,導阻6.8mΩ,采用PDFN3030封裝。兩顆MOS管中間設有熱敏電阻用于檢測溫升。
降壓電感來自線藝,共計六顆型號相同,均為SER1360-103L。
輸出端五顆MLCC電容并聯濾波。
VBUS開關管同樣為智融科技SWT40N45。
絲印V05的ESD保護陣列特寫,用于USB數據線和CC線的靜電保護,采用SOT23-6封裝。
Humming Board開源硬件平臺將USB數據線,CC線,對應的IO接口和供電通過排針引出,方便接線開發調試。
右側蜂鳥圖案處設有FPGA芯片,ESP32芯片和存儲器。
FPGA芯片來自安路科技,型號EF2M45LG48B,芯片采用55nm低功耗工藝,內部集成Flash,支持多種配置模式,通過I2C總線采集5顆SW3566的輸入輸出信息,采用LQFP48封裝。
為FPGA芯片提供時鐘的晶振來自SiTime,型號SiT2001,頻率為40MHz,工作電壓為3.3V,采用SOT23-5封裝。
無線連接芯片來自樂鑫,型號ESP32-C3,是一款低功耗,高集成度的SoC芯片,內部集成2.4G WiFi和低功耗藍牙通信,芯片內部集成主頻160MHz的32位RISC-V單核處理器,集成384KB ROM,400KB SRAM,8KB SRAM,4Kbit eFuse,采用QFN32封裝。
存儲器來自華邦,型號W25Q64JVSSIQ,容量為8MB,采用SOIC8封裝。
ESP32-C3外置貼片天線特寫。
充電頭網總結
最后附上制糖工廠Humming Board開源硬件平臺的核心器件清單,方便大家查閱。
制糖工廠Humming Board開源硬件平臺采用PCBA模塊搭配鋁合金底座組成,大尺寸貼片元器件帶來強勁的視覺沖擊力。Humming Board具備五路USB-C輸出,最大支持140W功率,具備調試接口和屏幕接口,還具有藍牙連接功能。
充電頭網通過拆解了解到,Humming Board開源硬件平臺使用智融科技SW3566H協議降壓芯片搭配SWT40N45開關管用于降壓輸出,共設有5路對應5個USB-C接口,并配有熱敏電阻進行過熱保護。德州儀器TPS54240降壓芯片為FPGA和無線連接芯片供電。
安路科技EF2M45LG48B FPGA用于輸入電流檢測,配合智融科技SW3566H通過I2C總線進行USB-C接口參數采集,并驅動屏幕顯示。樂鑫ESP32-C3用于藍牙通訊。Humming Board開源硬件平臺共使用39顆2220封裝的大體積MLCC電容,配合6顆線藝銅帶電感,用料扎實,有效確保長時間穩定輸出。
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