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本帖最后由 alszy 于 2023-4-9 01:40 编辑
前段时间使用Power-Z USB PD诱骗器，测试了新三系上面的3个Type-C接口。
3个口都只测试到了5V/3A Type-C和DCP两种充电协议，没有测到PD协议。
由于5V/3A 15W的功率给手机充电较慢，于是打算拆下充电模块，测量PCB尺寸并自己画一个带45W PD协议的PCB，来替换原车PCB。
（本贴的说明文字在图片上方）
这是BMW新三系的后排空调面板，以及两个Type-C充电口。拆解时需要使用塑料撬棒，从缝隙撬开。
刚开始不敢用力拆，怕把卡扣掰断了，后面证实需要大力出奇迹。
拆下空调面板，两组连线分别是空调控制器的CAN总线，和充电模块的电源线。
拔下插头，插头是美国泰科TE生产的，印有BMW标识。
拆下来的充电模块，很小。
拆下前端黑色外壳，主体部分由两颗T6螺丝钉固定。
从侧面可以看到，PCB侧面采用铜包边设计，并镀金，以减少EMI辐射。
充电模块前端的黑色外壳，图案部分是透光设计，使用LED照亮。
黑色外壳反面，有导光板，便于灯光均匀分散。
拆下的铝合金压铸件外壳。
露出内部PCB.
外壳上面有AlSi12Cu1(Fe) 标识，铝合金外壳具有一定导热和屏蔽性能。
PCB正面，可以看到两路输出共用一个4R7降压电感（右下Type-C接口已经用风枪拆下）
PCB背面。
从输入侧看起，输入端有电容和丝印BZ的TVS管
丝印BZ的TVS管实际是SMBJ24CA，是26.7V击穿电压的TVS，用于吸收尖峰电压以保护后级器件
丝印4401的输入防反接MOSFEF
防反接电路如下图，左侧是电源输入。
当输入电压为正12V时，MOSFET S极电压为12V，G极电压为0V，满足P-MOSFET导通条件（Ug - Us < Vth，Vth通常为-2V左右）；
当输入电压反接，为负12V时，MOSFET S极电压为0V，G极电压在0~12V之间，Ug - Us = 0~12V > Vth，不满足P-MOSFET导通条件，MOS截止并保护后级元件。
输入侧的一些元件，控制LED灯。
输入侧的EMI滤波电感，和电容组成pi型滤波电路。
输入侧的6.8uH EMI滤波电感。
输入侧的56uF 25V滤波电容。
56uF 25V滤波电容实际是Chemi-con公司的产品，通过右下角印字来识别（HD表示HHXD系列），见下图：
实际型号如下，ESR仅有50毫欧。
拆开之前就预料到了，会用我们公司的芯片。
使用了MPS的MPQ4488B充电芯片，集成5V Buck和两路输出限流，不带USB PD协议。
侧面的焊点。
MPQ4488B的功能介绍。
MPQ4488B的效率图，数据手册的链接如下：
https://www.monolithicpower.cn/c ... 1/document_id/9942/
4.7uH合金电感，用于MPQ4488B 5V降压。
输出端的固态电容。
固态电容实际是Chemi-con公司的产品，通过左上角印字来识别（F表示APXF系列），见下图：
实际型号如下图，ESR仅为20毫欧，是优质的电容。
Type-C接口特写。
Type-C接口的焊点，一排12个，共两排。
Type-C接口特写，为24pin，满pin设计。
拆下Type-C接口之后的焊盘。
拆下的Type-C接口，带有橙色防水胶圈，可防止车辆的后排充电口进水。
PCB侧面铜包边设计，并镀金。
PCB侧面2.
从PCB侧面可看出层数为4层，能看到内层的铜箔。
将PCB拍照并导入PS，使用魔棒工具去掉背景。
拍照时PCB可能会有轻微歪斜。新建参考线，并使用CTRL+A CTRL+T自由变换工具，来旋转PCB，使得PCB和参考线对齐。
在Sprint Layout软件里加载PCB图片，调整DPI使图片尺寸合适（可以参考Sprint Layout里的标尺）。
对照着PCB图片，画出PCB外轮廓（对比了画出来的轮廓和游标卡尺实测的尺寸，误差仅0.2mm以内）。
配合游标卡尺来修正，使画出来的PCB尺寸尽量精确。
开始画PCB，使用了60W的Buck-Boost变换器，配合PD控制器实现单口45W PD，双口27W+27W PD.
如果PCB因散热不好而过热，还可以自动降低输出功率，以将PCB温度限制在合理的值。
下图是元器件排列的草图，做好之后再新开一贴。
总结：BMW新款三系的后排充电模块，采用了成本更高的铝合金外壳，以及PCB金属包边和镀金工艺；内部采用知名品牌的元器件，如日本化工Chemi-con的固态电容，MPS芯源系统的主芯片，以及直流电阻较小的一体成型合金电感，做工十分优秀。模块可输出双路5V/3A，总功率30W，可为后排乘客的手机进行充电。不足之处是不带有PD协议，给手机充电速度一般，如果更换PCB，改装成带PD协议的充电模块，则充电速度会有很大提升
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雷达卡
发表于 2023-4-2 16:06:58
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