简简单单,开源一个“不简单”的USB3.2拓展坞。每个接口 读写速率:890MB/s。
它的功能亮点是啥?具体怎么设计?实测情况如何?
一、功能/亮点?将1个USB@10Gbps接口,分成3个USB接口、1个2.5G以太网接口
内置2个DC-DC稳压电源。在一定程度上解决了大多产品供电电压不足、线材质量不佳、接口氧化或后级负载过大的问题。
输入接口:USB-C(最大速率10Gbps)
输出接口:USB-A(速率10Gbps)、RJ45(速率2.5Gbps)
TYPE-C接口最大输入功率:5V@5A
TYPE-A接口最大输出电流:5V@2A,所有接口电流之和不得超过4A
二、硬件设计拓展盒电源硬件框图
原理图
PCB图
拓展盒内部结构如图
已知,USB-5V由TYPE-C输入接口提供,5v电源进入后分为4路,哪4路?
第1路送至EA3036电源管理芯片,将5v电压变换成3.3v和1.2v给后级VL822使用。
第2路送至TPS63020芯片,buck-boost架构的电源芯片,将输入的5v左右电压,稳定在5.2v,并送至下一级电路。此电路的加入,避免了数据线内阻和连接器内阻引起的电压下降。
下一级电路是以太网供电和SY628CAAC功率电子开关。
SY628CAAC具有过流保护功能,当后级负载超过2A电流时,开关会断开供电,并且会拉低OC引脚,提示控制器出现过流。
第3路送至第二个TPS63020芯片,此电路后级是2个USB输出口。
第4路送至VL160电平反转芯片。
三、硬件指标测试1.TYPE-A接口输出纹波测试
测试设备:SDS824X-HDTYPE-A接口悬空探头使用x1挡位示波器开启20M带宽限制使用接地弹簧接地。测试出:
空载输出纹波约为7mV
1.2A负载纹波约为9mV
2.拓展盒发热测试
将拓展盒的USB1和USB3接口同时接入电子负载,电子负载电流设置为1.2A,室内环境静置10分钟后,温度如图:
3.接口速率测试
把拓展坞连上电脑和硬盘盒,进行读写速度测试。
软件:DiskMark硬盘盒主控:RTL9210B结果如图:
参考资料:
[1]https://oshwhub.com/leo_lin/usb3-dock-with-dc-dc-converter
【正文完】
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