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广芯微UM3506 100W屏显检测数据线应用
2022-07-11  |   浏览:172  |  来源:广芯微电子(广州)股份有限公司

原创:充电网编辑部

转载自:充电头网编辑部

充电头网拆解报告显示,阿卡西斯研发的带有屏幕显示的USB PD数据线,自带0.96寸液晶屏幕,在支持100W功率传输的同时,还可显示电压电流等参数,实时了解设备用电信息。该产品中采用的核心芯片广芯微UM3506 SoC是一颗支持PD3.0 3.1规格的快充控制器,具备全功能的SRC/SNK/DRP支持能力,全面满足PD3.0,PD3.1规格,支持SPR,EPR(PD3.1)模式,以及PD报文的chunk模式和260bytes 长包,芯片内置高性能32位RISC-V内核,支持E-Marker功能,并且可作为MCU使用,通过内置16通道12位ADC配合采样电阻采集电流信息,并采集母线电压信息,通过屏幕显示。


前言

双USB-C线缆作为大功率传输的桥梁,支持通用的百瓦大功率传输,越来越多的笔记本电脑都采用USB-C接口进行充电。但是USB-C接口使用USB表检测电压电流,虽然可以了解充电状态,但并不适合普通大众消费者。 为了满足广大消费者在充电过程中检查电压电流的需求,知名配件厂商阿卡西斯推出了一款100W的USB-C快充线,线缆自带0.96英寸显示屏幕,可以实时显示当前充电器的输出电压和电流,方便消费者了解设备的充电情况。 充电头网已经拿到了阿卡西斯这款100W数显快充线,下面就进行拆解,看看这款线缆是怎么设计的。 

阿卡西斯100W屏显检测数据线开箱  

包装盒正面印有ACASIS阿卡西斯品牌、数据线外观图、侧面以及卖点标识,100W标识格外显眼,这也是产品核心卖点之一。  

背面印有产品使用场景图和参数:

型号:CB201

电压:4-30V

显示屏:0.96寸彩色屏

电流:0-5A

电压分辨率:0.002V

容量:0.9999mWh

电流分辨率:0.002A

负载阻值:1-9999.9Ω

功率:0-150W

温度:0-80℃

能量:0-999999mWh

计时:0-99小时

产品接口:USB-C

数据:USB2.0

充电:双向充电 


包装内含数据线和使用说明书。 


数据线使用魔术扎带捆扎整理,不仅支持100W PD快充,而且自带0.96英寸显示屏幕,主体外壳还采用半透明设计,隐约可见内部PCB板和芯片,十分硬核。  

两端线头设有小孔,塑料外壳磨砂处理,方便用户插拔使用。  


USB-C公头特写,满PIN设计。 



线缆做了抗弯折处理。 


数据线主体外壳半透明设计,正面可以看到内部固定柱、定位板等结构设计。

 

背面看去依稀可见内部PCB板芯片,十分硬核。 


此外背面设有操作按键,通过按键可以在三种显示界面切换。


 测得数据线长度近2.1米,足以满足各种应用场景需求。 


线身直径为4.46mm。


 线缆总重量约为252g。 


使用ChargerLAB POWER-Z KM002C没能检测到线缆的E-Marker芯片,实际上线缆是有E-Marker功能的,后续使用该线缆给MacBook充电功率达96W便证明了这一点。

说明: 由于TFT彩屏需要保持长期点亮的状态,该线缆中的E-Marker芯片部分采用的是VBUS供电,并没有采用传统的VCONN供电。 

显示界面1如图,可以显示充电电压、电流、功率、温度、数据类型/最大电流、数据端口信号电压(vRd)、充电类型/电流方向、容量和计时器。 


显示界面2如图,可以显示充电负电压(V-)、数据端口电压(D+、D-)、充电正电压(V+)、数据型号电压(CC)、数据类型/最大电流、充电功率、容量、温度、计时器。  

显示界面3如图,可以显示充电电压、电流、功率。 


使用这根线缆搭配苹果充电器给MacBook进行充电,不考虑线缆压降问题情况下,ChargerLAB POWER-Z KM002C和数据线显示屏显示充电功率都在95W左右,表明数据线支持100W PD快充。 


测试线缆的传输速度,通过Disk Speed Test我们可以看到线缆的写入速度约为36.6MB/s,读取速度约为39MB/s。

阿卡西斯100W屏显检测数据线拆解

看完了线缆的展示和测试,下面就对这款线缆进行拆解,看看内部是如何设计的。 


首先沿侧面切开端子外壳,外壳为整体注塑,线缆焊接处通过硬胶固定。 


端子小板一面焊接正负极导线。 


另外一面焊接USB数据线和CC线,端子标注A5,A6,A7,B5,分别为CC,D+,D-和VCONN。

 

清除焊接处的硬胶,红黑导线并联连接用于正极,屏蔽网和内部裸铜芯用于负极。 


拆解开另外一头的端子,为同样的焊接方式,两个端子小板都没有焊接E-Marker芯片。 


线缆另一头也是同样的焊接,焊接USB数据线和CC以及VCONN数据线。 


拆掉公头的外壳,露出内部针脚。


公头为镀金针脚,全针设计。  


这款USB-C数据线的数显屏幕模块采用灰色塑料外壳,沿接缝即可拆开,大大方便了我们拆解。


沿外壳接缝撬开外壳,数据线焊接到内部PCBA模块上,同时还焊接液晶屏幕,液晶屏幕底部使用一块灰色塑料支架支撑固定。 


0.96英寸屏幕通过排线焊接连接到PCBA上。

屏幕焊接处特写。

  

PCBA模块背面焊接三颗芯片和电流取样电阻,左侧按键用于切换显示状态。 


 数据线通过塑料支架固定焊接,银色和铜色导线为电源负极。橙色和红色导线分别为CC和VCONN。  


另一面红黑导线为电源正极,白色和黄色导线为USB2.0数据线。 


这款数据线的核心芯片采用广芯微UM3506-BPQF SOC芯片,是一颗支持PD3.0 3.1规格的快充控制器,具备全功能的SRC/SNK/DRP支持能力,全面满足PD3.0,PD3.1规格,支持SPR,EPR(PD3.1)模式,以及PD报文的chunk模式和260bytes 长包。

UM3506具有2对DP DM引脚,支持BC,QC等协议。Field-proven PD 协议库,支持可持续升级和灵活扩展。芯片内置高性能32位RISC-V内核,主频最高为33MHz,内置8KB SRAM和256KB FLASH,内置16通道12位ADC用以电压和电流采样,支持3.3-24V工作电压范围,使用QFN24封装。


艾为 AW9364 四路LED调光驱动器,用于LCD屏幕背光驱动,左侧为电流检测电阻,R010,10mΩ,采用1206封装。  


为LED背光和UM3506芯片供电的稳压芯片,丝印5332,来自Holtek合泰,型号为HT7533-2,输入耐压33V,输出电压3.3V,最大输出电流100mA,采用SOT23-5封装。  


切换模式的微动按键特写,按键下方是用于检测温度的热敏电阻。 


 最后是线缆的拆解,线缆截断横截面一览,线缆内芯外罩屏蔽层,内部8根线缆用于电力传输和数据传输。 


切开外皮,下面是一层屏蔽网,通过上面的拆解,屏蔽网作为数据线的负极使用。屏蔽网下面是一层屏蔽滤波,包裹线缆内芯。 


剪下一段线缆进行拆解,整体拆解一览。包括TPE塑料外皮,金属屏蔽网,锡纸屏蔽层,电力线芯和数据线芯。 


金属屏蔽网特写,采用镀锡铜线,用于信号屏蔽和负极电力传输。


屏蔽铝箔特写,包裹线缆内芯进行屏蔽。  


两条黑色正极电力线芯特写,与下图的红色线芯并联作为正极使用,降低线缆电阻。 


两条红色线芯特写。


橙色CC线芯特写。  


粉色VCONN线芯特写。  


黄色USB2.0 D+线芯特写。


白色USB2.0 D-线芯特写。  


两条裸铜线芯用于电源负极传输、  


全部拆解完毕,来张全家福。 

充电头网拆解总结

阿卡西斯推出的这款带有屏幕显示的USB PD数据线,自带了一个0.96寸液晶屏幕,在支持100W功率传输的同时,还可以显示电压电流等参数,实时了解设备用电信息。对于想要便捷了解设备用电状况的消费者比较适合。同时这款线缆长度为2米,能很好的应对多种使用场景。 充电头网通过拆解了解到,阿卡西斯这款数据线内置广芯微UM3506 SOC,芯片支持E-Marker功能,并且可作为MCU使用,通过内置ADC配合采样电阻采集电流信息,并采集母线电压信息,通过屏幕显示。同时内置和泰HT7533-2稳压芯片为单片机供电,使用艾为AW9364 LED驱动器为屏幕背光供电。 

阿卡西斯这款PD数据线很好的解决了快充过程中不知道电压电流的问题,能够帮助消费者了解当前充电的电压和电流参数,了解设备的用电情况。并能够通过输出功率的大小,帮助鉴别充电器的真假。数据线可以作为入门的USB表使用,设计思路还是非常OK的。


【关于广芯微】

广芯微电子(广州)股份有限公司专注于低功耗物联网芯片的研发、设计与销售,为客户提供面向个人与家庭、工业与商业物联网应用领域,以低功耗为差异化的8位/32位微控制器芯片、无线射频收发器芯片、数字电源管理芯片和传感与信号调理专用芯片等。

广芯微秉持客户第一、技术创新和市场领先的理念,以国际领先的技术为基础,为客户提供一流的产品与技术,打造值得信赖的集成电路设计品牌企业。公司独有的低功耗芯片设计方法、轻量化人工智能算法、大功率的PD协议控制以及多样性无线连接技术整合而成的低成本高收益的集成电路设计,在健康医疗电子、消费电子、智慧家庭、工业控制、传感器与表计等领域已经得到了广泛的应用。广芯微低功耗微处理器芯片与射频芯片具有超低睡眠功耗与更低的工作电流,有效地帮助电子设备降低能耗,积极助力节能减排。


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