连接器科普什么是排针?
一、什么是排针?
排针是连接器行业中的一种产品,英文名称(Pin Header),有着万用连接器的美名。伴随着连接器市场的竞争,现在的排针连接器广泛应用于电子、电器、仪表中的PCB电路板中,通常是和排母配套使用,构成板对板连接的效果,或与电子线束端子配套使用,构成板对线连接,还可以独立用于板与板连接等。
最初的排针由Berg Electronics Corporation(现为安费诺的一部分)制造,因此排针有时也称为Berg连接器。如今,许多公司都生产它们,排针也广泛应用于视频、照明、便携式设备、电话服务、电子产品、工业自动化、医疗保健、能源等行业。
一、排针的设计应用
PCB排针的方向取决于特定排针及其预期用途。通常,可以将针脚排列成直线、直角或 L 形配置。设计师在设计 PCB 针脚布局时,务必仔细考虑针座针脚的方向,以确保它们与相应的连接器正确匹配。
根据其设计和应用,制造商以不同的方式定位针座连接器。最常见的方向是:
垂直: 针座连接器的针脚排列成直线并垂直于 PCB。当针座位于 PCB 的边缘或连接到直向连接器时,可以确定方向直角: 直角配置排列排针的引脚,使连接器能够平行于 PCB 表面安装。当空间有限时,这种方向是一种常见的选择,并且配对连接器也以直角定向。二、排针常见数据
排针以长条形式出售,通常有36、40或50个插针,并且可以轻松切割成所需的针数,提供各种插针长度可最大程度地减少PCB组装过程中的劳动量。
排针类型以间距(一个引脚中心到下一个引脚中心之间的距离)为特征。
常见排针间距为:
5.08毫米;1.27毫米;3.96毫米;2.54 毫米,配备 0.64 毫米方形引脚或精密加工的 0.50 毫米圆形引脚;2.00毫米,配备0.50毫米的方形引脚;排针也由针脚数乘以行数来定义。例如,具有两行八个针脚的排针被标识为8×2排针。
三、防呆设计
带罩排针,也称为盒式排针,周围有一个塑料导流盒(罩),盒内有一个方形凹槽,可确保连接器不会放置错误。带罩排针与带状电缆的绝缘位移连接器(IDC)一起使用。填充或堵塞插座中的一个孔(称为极化)也可防止错配。错误的针头的一个针脚或以错误方向旋转的针头会碰到障碍物,从而防止错误连接。四、排针推荐
康瑞的KR2542排针连接器可适应不同的形式、间距、高度和安装方向,提供灵活、可靠、坚固的解决方案,可用于从工业到消费电子产品的各种应用。
都内置SSD了,你的下一款充电器何必是充电器,三合一玲珑坞拆解
前言
充电头网拿到了X-STATION近期新推出的一款多功能Cyberize玲珑坞,是全球首款集充电器、拓展坞和SSD移动硬盘为一体的多功能设备。其在内置HDMI视频输出及USB-A接口扩展的前提下,创造性的整合了1TB SSD用于内置存储,相比传统的扩展坞方案,免去了额外连接多个设备的麻烦。
充电,拓展,存储一步到位免去多个设备连接的繁琐,真正做到USB-C一线通,方便连接笔记本电脑,扩展显示和存储功能,并且还可以为手机充电及存储扩展,用于广泛。玲珑坞体积小巧,便于随身携带。下面就对这款产品进行拆解,看看内部的设计如何。
X-STATION氮化镓玲珑坞开箱
包装盒整体设计十分简洁,顶面印有产品外观,有黑白两种配色。
包装内含玲珑坞、收纳盒、数据线、胶圈以及使用说明书。
X-STATION Cyberize玲珑坞收纳盒整体小巧,采用经典灰黑配色,比较耐脏耐用。
玲珑坞、装饰胶圈以及数据线均可以装在收纳盒里,十分方便携带。
装饰胶圈一共三个,为黑、白、橙三种配色,至于是拿来干嘛的且往下看。
线缆两端外壳磨砂方便插拔,USB-C公头都套上保护壳(图中已取掉)。
USB-C公头满PIN设计。
测得线缆长度约为102cm。
使用ChargerLAB POWER-Z KM003C读取该线材的 E-Marker信息,实测该线材支持20V3A电力传输,USB 3.2/USB4 Gen2(10Gb/20Gb)文件传输规格。
X-STATION Cyberize玲珑坞为方块造型,整体为白色基调,外壳表面主要做了哑光处理。
产品外观设计很有特点,机身中心设计有一道凹槽,胶圈便是用来套在凹槽上起到装饰作用。
机身上端倾斜式磨砂亮面条纹交替设计。
下半部分机身外壳有大小灰黑色斑点进行点缀,右下角还有65W字样,表明产品支持65W快充。
输入端外壳印有详细参数,产品由ICEWHALE&X-STATION联合设计。
产品参数特写
型号:CBDC05
输入:100-240V~50/60Hz 1.5A Max
输出:
USB-C:5V2A、9V2.45A、12V2.58A、15V2.6A、20V3A
USB-A1/A2:5V1A
总输出:65W Max
制造商:深圳市次元之造科技有限公司。
产品配备可折叠国标插脚,收纳自如方便携带。
Cyberize玲珑坞输出面板配置1*USB-C、2*USB-A以及1*HDMI 端口,此外最上方还有指示灯。
USB-A端口内部采用“外5内4”共 9 PIN 脚设计,下方印有“USB 3.2”规格字样,官称可支持5Gbps数据传输(理论值)。
HDMI 端口官称为 1.4 版本,可支持 4K@30Hz/2K@60Hz/1080P@120Hz 视频拓展。
测得充电器机身高度为60.7mm。
宽度为60.5mm。
厚度为30.35mm。
产品拿在手上的大小直观感受。
另外测得净重约为136g。
使用ChargerLAB POWER-Z KM003C实测USB-C端口支持 PD3.0 快充协议。
并且具备5V2A、9V2.45A、12V2.59A、15V2.6A、20V3A五组固定电压档位。
实测USB-A端口不具备快充协议,仅支持5W充电。
使用原装C to C 线材连接MacBook Pro M2 2022款电脑进行内置存储速度测试,实测读取速度约为380.1MB/s,写入速率为 392.1MB/s,除去传输损耗,大致符合官称传输速率。
使用原装 C to C 线材连接到MacBook Pro M2 2022款电脑,并使用USB3.1规格的 A to C 线材连接 USB4 硬盘盒进行速度测试。
通过Disk Speed Test软件,实测USB-A端口的读取速度约为426.3MB/s,写入速率为 430.1MB/s,除去传输损耗,同样符合官称传输速率。
最后使用玲珑坞给MacBook充电,测得充电功率约为59.5W。其它测试内容可查阅相关评测报告,这里就不一一介绍了。
X-STATION氮化镓玲珑坞拆解
看完了这款玲珑坞的外观,扩展功能展示和性能测试,下面就进行拆解,一起看看内部的设计。
首先沿充电器机身中部接缝处拆开外壳,快充PCBA模块通过塑料支架固定,侧面固定一块2242规格的SSD。
快充PCBA模块连接到侧面的功能扩展模块,功能扩展模块还连接SSD。
PCBA模块背面粘贴导热垫散热。
快充模块侧面焊接一块PCB,堆叠设计减小体积。
使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为58.3mm。
PCBA模块宽度约为54.9mm。
PCBA模块厚度约为27.57mm。
功能扩展模块与快充PCBA模块通过排针焊接连接。
拆焊分开功能扩展模块与快充PCBA模块的连接,功能扩展模块通过导热垫散热。
内部快充PCBA模块,功能扩展模块和SSD一览。
SSD为SATA接口,采用群联方案,容量为1TB。
背面焊接一颗闪存颗粒。
撕开贴纸,正面焊接一颗群联PS3111-S11主控和闪存颗粒,为无缓存方案,两颗颗粒组成1TB容量。
功能扩展模块正面焊接USB-C母座,两个USB-A母座和HDMI母座,通过左下角的排针连接到快充PCBA模块,在模块正面焊接多颗芯片。
背面焊接USB HUB芯片,视频转换芯片和SSD插座。
FRESCO 睿思科技 FL7102 USB PD控制器,用于接口控制,芯片内置Aux开关,Billboard设备和Vconn开关。用于控制USB-C接口输出DP信号,供IT65631FN进行视频转换。
FL7102 USB PD控制器外置的12.000MHz时钟晶振。
威锋电子 VL171用于USB-C接口解复用,输出DP视频信号和USB。
威锋电子 VL822-Q7是一颗USB3.1 Gen2 4口集线器芯片,将USB扩展,供两个USB-A口和内部SSD使用。
VL822-Q7外置的25.000MHz时钟晶振特写。
VL822外置一颗存储器,来自普冉,型号P25D22H。
威锋电子 VL716-Q4是一颗USB3.1转SATA的桥接芯片,用于连接扩展SSD。
VL716外置25.000MHz时钟晶振。
VL716外置一颗存储器,来自普冉,型号P25D22H。
SSD母座特写,固态硬盘插入到母座中连接。
DP转HDMI芯片来自ITE联阳,型号IT65631,是一颗高性能单芯片转换器,用于USB-C口的DP 1.2转HDMI 1.4输出,支持4K@30Hz,1080P@120Hz刷新率。
联阳IT65631外置的27.000MHz时钟晶振特写。
杰华特JW5068A同步降压芯片用于为小板上的芯片降压供电,是一颗23V输入电压,8A输出电流的降压转换器,芯片内置开关管,具备可编程的电流限制。
配合使用的1.5μH合金电感。
杰华特JW5250A用于为转换芯片供电,芯片内置开关管,输出电流1A,具备短路和过热保护功能。
两颗丝印P3009G的VBUS开关管对向串联,用于输出控制。
用于工作指示的LED指示灯。
USB-C母座采用过孔焊接固定。
USB-A母座采用过孔焊接固定。
HDMI母座采用过孔焊接固定。
快充电源模块采用两块PCB焊接组成,充分利用空间,简化设计。
快充PCBA模块正面一览,左上角为输出滤波电容,左下角为变压器,在右上角为输入滤波电路,右下角为初级滤波电容。
PCBA模块背面一览,左上角为输入保险丝,整流桥,下方为氮化镓开关管和主控芯片,右上角为贴片Y电容和同步整流管。
侧面的小板焊接输入滤波器件和协议芯片等。
通过对快充PCBA模块的观察发现,其采用QR反激开关电源架构,采用茂睿芯主控芯片搭配英诺赛科氮化镓开关管,同步整流,由协议芯片通过光耦反馈调节输出电压。下面我们就从输入端开始了解快充PCBA模块的设计和用料。
输入端焊接一颗贴片保险丝,规格为3.15A 250V,用于输入过电流保护。
侧面焊接的小板焊接共模电感,红色安规X2电容和NTC浪涌抑制电阻,其中共模电感和NTC浪涌抑制电阻外套热缩管增强绝缘。
小板背面焊接协议芯片,VBUS开关管和输出电流取样电阻。
NTC热敏电阻外套热缩管绝缘,用于抑制充电器接入电源时的冲击电流。
共模电感外套热缩管绝缘,底部焊接绝缘支架。
安规X2电容来自JURCC捷威电子。
整流桥来自东莞市纽航电子,型号RYBS4010,是一颗快恢复的整流桥,规格为4A,1000V,使用两颗半桥连接,均摊发热,降低温升。
另一颗整流桥焊接在PCB的另外一面。
高压滤波电容来自永铭,5颗并联,规格为22μF 400V。
差模电感采用工字磁芯绕制,外套热缩管绝缘。
开关电源主控芯片采用茂睿芯MK2697,这是专为PD/快充应用优化的QR PWM控制器。该控制器宽VCC工作电压范围(9V-90V) 可以使其覆盖PD/PPS从3.3V-23V的输出范 围而不需要使用额外的辅助绕组或者线性降压电路。
MK2697采用了茂睿芯自主知识产权的驱动技术,同步优化初级和次级功率管电压应力。高达200kHz的工作频率,支持高频小体积的PD快充电源设计。
针对于能效要求,由于PD/快充有多个不同的输出电压,因此MK2697采用了自适应的多模式。其在不同负载以及不同输出下,调整工作于不同频率的QR模式。在轻载时则会工作于burst模式,以提升效率。
MK2697提供了全面的保护功能,有输出OVP、OPP、VCC、OVP、BROWN-IN/OUT, 还提供了副边SR短路保护, PIN脚OPEN/SHORT保护等丰富的保护功能。
充电头网拆解了解到,采用茂睿芯快充方案的还有爱莎瓦特65W 2A1C氮化镓快充、倍思QC5 100W氮化镓充电器、REMAX 20W 1A1C快充充电器、air-J 18W 1A1C快充充电器、诺基亚20W PD快充、海陆通20W PD快充、大麦20W PD快充等产品采用。
氮化镓开关管采用英诺赛科INN650DA260A,这是一颗高性价比、耐压650V的氮化镓高压单管,瞬态耐压750V,得益于工艺改进,相比英诺赛科之前的氮化镓器件,性能有明显的提升,适用于65-120W的反激架构,120-200W的LLC架构。
INN650DA260A支持超高开关频率,无反向恢复电荷,具有极低的栅极电荷和输出电荷,符合JEDEC标准的工业应用要求,内置ESD保护,符合RoHS、无铅、欧盟REACH法规。
英诺赛科INN650DA260A采用DFN5*6封装,相比DFN8*8,体积明显减小,功率密度有较大提升。可用于开关电源、DC-DC转换、图腾柱PFC、电池快充、高能效高功率密度功率转换应用。
充电头网拆解了解到,英诺赛科氮化镓功率开关管还有INN650DA02、INN650DA04等型号,并被SPRUCE 140W 3C1A无线充二合一充电座、安述240W氮化镓+碳化硅适配器、QCY 65W 2C1A氮化镓快充、联想小新100W双C口氮化镓快充、努比亚120W 2C1A三口氮化镓快充、红魔手机6 Pro标配120W PD氮化镓快充、REMAX 100W氮化镓充电器、摩米士100W 2A2C氮化镓快充、魅族65W氮化镓充电器等多款产品采用,芯片质量获得市场认可。
为主控芯片供电的滤波电容来自y.u.g昱光电子,规格为4.7μF 100V。
变压器严密缠绕胶带绝缘,采用ATQ2516磁芯。
贴片Y电容来自四川特锐祥科技股份有限公司,型号为TMY1100J,具有体积小、重量轻等特色,非常适合应用于氮化镓快充这类高密度电源产品中。
特锐祥专注于被动元器件的研发、生产及销售,注册资本1亿元。旗下有自主电容品牌两类:SMD TRX及DIP TY电容器,TRX将致力于陶瓷材料的研究,以拓展更多品类的应用,为客户提供更多的解决方案。
充电头网了解到,特锐祥贴片Y电容除了被贝尔金、安克、QCY、声丽、麦多多、OPPO、联想、努比亚、倍思、海陆通、第一卫等品牌的数十款快充产品使用,此外还被伊戈尔40W LED驱动电源、长虹42英寸智能网络电视42P3F内置电源、卓飞航45W氮化镓超快墙充等产品使用,性能获得客户一致认可。
另一颗特锐祥贴片Y电容料号为TMY1102M。
CT1019光耦用于输出电压反馈调节。
输出同步整流管来自力宏微,型号LH062N100,是一颗耐压为100V的NMOS,导阻6.2mΩ,采用DFN5*6封装。
两颗输出滤波电容来自JSH万京源,为PZ系列充电器专用固态电容,规格为470μF 25V。
这款充电器内置的协议芯片为智融SW2303,这是一款高集成度的 Type-C 口/Type-A 口快充协议芯片,支持 PD、QC、FCP、高低压 SCP、AFC、SFCP以及PE等主流快充协议,支持光耦反馈和 FB 反馈两种工作模式。
SW2303 集成了 CV/CC控制环路,Type-C 接口逻辑,快充协议控制器,以及多种安全保护功能。配合 ACDC 或 DCDC 以及少量的外围元器件,即可组成完整的高性能的Type-C 口/Type-A 口快速充电解决方案。
智融SW2303 详细资料。
充电头网通过拆解了解到,智融SW2303还被华科生迷你折叠20W快充、极氪83W 1A1C双口快充车充、绿联40W双C口快充车充、宜丽客45W PD快充、科讯迷你20W PD快充充电器等数十款产品使用。
输出VBUS开关管来自力宏微,型号LH75N03,是一颗耐压30V的NMOS,导阻为4.5mΩ,采用DFN3*3封装。
在小板上还焊接一颗运放芯片,来自润石,型号RS8411。
全部拆解完毕,来张全家福。
充电头网拆解总结
X-STATION推出的这款氮化镓玲珑坞充电器,在传统扩展坞支持视频转换以及USB-A接口扩展的基础上,开创性的增添了存储支持和供电功能。内置1TB固态硬盘,免去了使用笔记本电脑时连接扩展存储的麻烦。同时具备65W快充输出,满足主流的笔记本供电,并支持外接屏幕和键鼠等外设,大大方便使用。
充电头网通过拆解了解到,玲珑坞充电器内部采用茂睿芯MK2697氮化镓主控芯片搭配英诺赛科INN650DA260A氮化镓功率管,协议芯片采用智融SW2303,组成快充电源模块。存储及显示模块采用睿思科技FL7102搭配威锋科技VL822和VL716芯片以及联阳IT65631进行HDMI视频输出,USB-A扩展及存储功能。
充电器内置一块群联主控的2242尺寸固态硬盘,容量为1TB,用于用户资料存储。PCBA模块背面粘贴导热垫用于散热,内部PCBA模块之间采用塑料壳体进行绝缘固定,布局紧凑,空间利用率很高。
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