前言
采购了瓦力盒子智能不间断电源W120,这款UPS内部采用磷酸铁锂电池储能,并且使用双向同步升降压电路,断电5ms内即可切换成电池输出。相比交流UPS省去了电池逆变再经过开关电源降压的过程,大幅降低功率损耗,无需散热风扇,运行无噪声。
磷酸铁锂电池相比铅酸电池具有更高的能量密度,使用寿命长,同等容量下体积更小。瓦力盒子智能不间断电源省去了传统UPS的交流逆变电路,体积更加小巧,更加节省空间。智能不间断电源支持9-20V电压输入输出,满足NAS、路由器、笔记本电脑和迷你主机使用。
此外瓦力盒子W120智能不间断电源还具备自动开机,远程开机,微信推送充放电情况、断电通知和用电统计数据等功能,机身设有屏幕进行参数显示,便于了解运行状态。下面就带来瓦力盒子这款智能不间断电源的拆解,一起看看内部的设计和用料。
瓦力盒子智能不间断电源W120开箱
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包装盒正面印有瓦力盒子品牌、智能不间断电源(UPS)、W120型号和UPS外观图。
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包装内含UPS主机、USB连接线和电源连接线。
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包装内附小程序扫码卡片,并标注了小程序功能。
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附带USB连接线和电源连接线特写。
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USB连接线为USB-A转USB-B接口。
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测得USB连接线长度约为53cm。
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附带电源线为5.5/2.5接口,插头设有凹环防止松脱。
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测得电源线长度约为48cm。
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瓦力盒子智能不间断电源W120采用铝合金外壳。
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机身正面设有显示屏,功能按键和复位按键。
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显示屏可以显示当前的输出电压、输出电流和输出功率,还显示电池剩余电量、剩余使用时间和连接状态。
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屏幕显示IP地址和序列号,以及连接二维码。
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机身背面设有电源输入接口,电源输出接口和USB接口。
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瓦力盒子智能UPS输入电压为9-20V,输入电流为2-10A,最大功率为120W。
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电源输入插座特写。
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两个电源输出插座特写。
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USB-B插座特写。
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机身底部粘贴信息标签和防滑脚垫。
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产品参数特写
瓦力盒子智能不间断电源
型号:W120
输入:9-20V
输出:9-20V
电池能量:18000mAh 57.6Wh
输出功率:120W MAX
产品通过UN38.3可充电型锂电池操作规范
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灰色防滑脚垫特写。
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使用游标卡尺测得瓦力盒子智能不间断电源机身长度约为106.7mm。
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机身宽度约为120mm。
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机身高度约为40.3mm。
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产品拿在手上的大小直观感受。
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测得瓦力盒子智能不间断电源净重约为774g。
瓦力盒子智能不间断电源W120拆解
看完了瓦力盒子这款不间断电源的开箱和外观展示,下面就进行拆解,一起看看内部的设计和用料。
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首先取下机身前面的面板。
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铝合金盖板通过螺丝固定,开窗固定液晶屏幕,对应功能按钮,复位按钮和贴片无线天线开孔。
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金属盖板固定螺丝特写。
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拧下固定螺丝,拆下金属盖板,内部设有PCBA模块,通过壳体开槽固定。
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PCBA模块焊接螺柱固定盖板,通过排针连接。
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再取下机身背面的面板,内部设有铝合金盖板,并通过螺丝固定。
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拆下铝合金盖板,观察到内部设有DC接口,铜带电感,滤波电容和USB接口。
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从铝合金壳体中抽出机芯,电池通过塑料支架绝缘固定。
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电池组使用胶带缠绕固定。
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PCBA模块上粘贴导热垫,电池焊点粘贴绝缘胶带。
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对应功率管粘贴导热垫到铝合金外壳散热。
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电池焊点粘贴的绝缘胶带特写。
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首先取下前面板,前面板设有显示屏幕,功能按键,复位按键和贴片天线。
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背面设有无线连接芯片,连接插座,屏幕插座和蜂鸣器。
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无线连接芯片来自乐鑫,型号ESP8685,是一颗内置RISC-V 32位单核处理器的低功耗SoC芯片,集成2.4G WIFI和低功耗蓝牙通信,采用QFN28封装,用于无线连接和屏幕驱动。
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芯片外置40.000MHz时钟晶振特写。
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屏幕排线连接器粘贴胶带绝缘。
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屏幕排线连接器特写。
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连接到主板的连接器特写。
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用于功能提示的蜂鸣器贴片焊接。
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用于参数显示的液晶屏幕特写。
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功能按键采用贴片焊接。
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复位按键采用贴片焊接。
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贴片PCB天线用于无线连接。
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焊接拆分电池组与PCBA模块的连接,在中间位置设有热敏电阻,并涂有胶水加强导热。
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PCBA模块顶部设有USB-B母座,滤波电解电容,输出插座,铜带电感和输入插座。
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另一面设有理想二极管控制器,MOS管,同步升降压控制器和对应的开关管。左侧下方设有主控MCU和存储器,右侧设有电池保护芯片,电池保护管和检流电阻。
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电池保护芯片来自创芯微,型号CM1041-GT,是一颗用于四串锂电池的保护芯片,内部集成高精度电压检测电路和电流检测电路,实现电池过充电、过放电、放电过电流、短路、充电过电流和温度保护功能,采用TSSOP-16封装。
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电池保护管来自万国半导体,型号AON7544,NMOS,耐压30V,导阻4.1mΩ,具备低栅极电荷和高电流能力,采用DFN3*3EP封装。
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万国半导体 AON7544 资料信息。
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8mΩ取样电阻用于电池组电流检测,配合保护芯片进行过电流保护。
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输入端设有TVS用于过压保护,丝印LX,型号为SMBJ22A,采用SMB封装。
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理想二极管控制器来自杰华特,丝印JWQS,型号为JW7265,通过使用NMOS取代传统肖特基二极管,减小损耗。芯片支持6-60V工作电压,无反向直流电流。芯片具备使能控制引脚,具备1A峰值关断驱动输出电流,采用TSOT23-6封装。
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杰华特 JW7265 资料信息。
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两颗万国半导体AON7544并联用于供电控制。
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MLCC电容并联用于滤波。
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用于检测输出电流的取样电阻特写。
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用于整机控制的MCU来自小华半导体,型号HC32L072JATA,芯片内部集成ARM Cortex-M0+ CPU,芯片内置128KB FLASH和16KB RAM,具备PWM输出,设有UART、LPUART、SPI、I2C、I2S等通信接口,采用LQFP48封装。
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搭配使用的存储器来自上海贝岭,型号BL24C512A,容量为64KB,采用TSSOP8封装。
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321单运放用于电池组电压采样。
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用于电池充放电的同步升降压芯片来自南芯科技,型号SC8812A,这是一款高效率同步双向升降压控制器,支持升压或降压为1到4节电池充电,可完成充电、放电控制,支持各种电压转换和充电状态指示;芯片内置10bit ADC,采用I2C数控接口,配置输出电压和限流值,简化的外部器件,有助于减少占板面积。
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南芯SC8812A资料信息。
了解到,南芯SC8812A此前已被ANKER 65W双向快充移动电源、锤子20000mAh 45W双向PD快充移动电源、努比亚红魔45W USB PD氘锋移动电源、全汉10000mAh USB PD移动电源、羽博26800mAh 45W USB PD快充移动电源、电友 20000mAh 45W双向快充移动电源等产品。
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两颗同步升降压开关管来自锐骏半导体,型号RU30J30M,双NMOS,耐压30V,导阻7mΩ,采用PDFN5*6封装。
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铜带电感为RM6磁芯,规格为3.3μH。
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用于检测输出电流的放大器来自思瑞浦,丝印9A1,型号TP199A1,支持36V输入电压,采用SC70封装。
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开关降压芯片丝印5145。
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10μH降压电感特写。
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稳压芯片来自赫尔半导体,丝印HE333M,型号HE2031A33MPR,支持25V输入电压,输出电流为0.4A,采用SOT89封装。
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另一颗稳压芯片来自微盟,丝印S2,型号ME6211C33M5G,支持6V输入电压,输出电流为0.5A,采用SOT23封装。
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用于供电控制的MOS管特写。
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用于USB接口静电保护的TVS阵列丝印E5R。
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贴片共模电感用于抑制干扰。
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用于检测电池温度的NTC热敏电阻特写。
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输出滤波电容来自丰宾,规格为3300μF25V。
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排针用于连接显示小板。
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电源输入插座特写,过孔焊接固定。
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两个电源输出母座同样为过孔焊接固定。
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USB母座通过过孔焊接固定。
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电池组通过塑料框架固定。
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电池正负极通过镍带点焊连接。
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电池镍带点焊特写。
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内置26700来自天鹏,型号IFR26700,为磷酸铁锂电池,标称电压3.2V,容量为4500mAh,能量为14.4Wh,具备1C充电和2C放电能力。
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全部拆解一览,来张全家福。
拆解总结
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最后附上瓦力盒子智能不间断电源的核心物料清单,方便大家查阅。
瓦力盒子智能不间断电源内置磷酸铁锂电池储能,具有良好的安全性和循环寿命,相比铅酸电池具有更高的能量密度和更长的使用寿命。相比传统交流UPS,瓦力盒子智能不间断电源采用双向升降压电路,直流输出,无需逆变器环节。具备切换时间更短,体积更小且运行无噪声优势。
通过拆解了解到,瓦力盒子智能不间断电源采用铝合金外壳,开槽固定PCBA模块。PCBA模块焊接排针连接显示面板,电池组使用塑料支架固定,焊接连接到PCBA模块。电池组使用天鹏26700磷酸铁锂电池,四节电池串联连接。使用创芯微CM1041-GT保护芯片搭配万国半导体AON7544实现电池保护。
整机控制使用小华半导体HC32L072JATA MCU,使用南芯科技SC8812A用于内置电池充放电管理,对应同步升降压开关管位置设有导热垫加强散热。显示小板通过排针插接件连接,设有乐鑫ESP8685用于无线连接。内部电池采用塑料框架固定,对应电池焊点粘贴胶带绝缘,并设有热敏电阻检测电池温度。内部安全措施全面,做工扎实可靠。