แผงวงจรขยายพอร์ต USB: การออกแบบ การผลิต การประกอบ

อุปกรณ์ขยายพอร์ต USB เปลี่ยนพอร์ต USB หนึ่งพอร์ตให้เป็นหลายพอร์ต แต่คำว่า “อุปกรณ์ขยายพอร์ต USB” นั้นครอบคลุมผลิตภัณฑ์อย่างน้อยสี่ประเภทที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง ได้แก่ ฮับแบบใช้ไฟเลี้ยงสำหรับเดสก์ท็อป อะแดปเตอร์มัลติพอร์ตสำหรับพกพา ฮับแบบฝังตัวในแล็ปท็อปและจอภาพ และตัวขยายพอร์ตแบบติดตั้งบนแร็คสำหรับอุตสาหกรรม แต่ละประเภทมีต้นทุน BOM รูปทรง แหล่งจ่ายไฟ ขอบเขตการรับรอง และปริมาณการผลิตที่แตกต่างกัน คู่มือนี้จะอธิบายรายละเอียดทั้งหมดพร้อมข้อมูลจำเพาะ ราคา และการตัดสินใจเกี่ยวกับแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ที่อยู่เบื้องหลังแต่ละประเภท

สารบัญ

1. สี่หมวดหมู่สินค้าภายใต้ชื่อเดียว
2. ฮับและสถานีชาร์จไฟแบบตั้งโต๊ะ
3. ฮับสำหรับเดินทาง อะแดปเตอร์มัลติพอร์ต USB-C และแท่นวางอุปกรณ์
4. ตัวขยายพอร์ต USB แบบฝังสำหรับผลิตภัณฑ์ OEM
5. อุปกรณ์จำลองพอร์ตอุตสาหกรรมและฮับ USB แบบติดตั้งบนแร็ค
6. นำเสนออุปกรณ์ขยายพอร์ต USB สู่ตลาดร่วมกับ Highleap

1. สี่หมวดหมู่ผลิตภัณฑ์ภายใต้ชื่อเดียวกัน

ผลิตภัณฑ์ทั้งสี่ประเภทนี้ใช้เทคโนโลยีหลักเดียวกัน คือ วงจรฮับ USB บนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) แต่แตกต่างกันในมิติอื่นๆ ทั้งหมด เช่น ตัวเรือน การออกแบบระบบจ่ายไฟ ประเภทของขั้วต่อ ระดับอุณหภูมิ ขอบเขตการรับรอง และปริมาณการผลิต ผลิตภัณฑ์ที่ประสบความสำเร็จจะต้องมีคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนดของประเภทนั้นๆ อย่างแม่นยำ แทนที่จะพยายามเป็นทุกอย่างในผลิตภัณฑ์เดียว

2. ฮับจ่ายไฟแบบตั้งโต๊ะและสถานีชาร์จไฟ

จุดที่ลงตัวที่สุดสำหรับผลิตภัณฑ์ USB สำหรับผู้บริโภค คือ ลูกค้าต้องการพอร์ต USB เพิ่มขึ้นบนโต๊ะทำงานโดยไม่ต้องถอดอุปกรณ์ที่มีอยู่เดิม ปัจจัยที่ส่งผลต่อการรีวิวผลิตภัณฑ์ ได้แก่ การระบุพอร์ตที่เชื่อถือได้ (ทุกพอร์ตใช้งานได้ทุกครั้ง) และกระแสไฟชาร์จที่เพียงพอ (โทรศัพท์ชาร์จได้จริง ไม่ใช่แค่ชาร์จแบบค่อยๆ ไหล)

ฮับ ​​USB 3.0 แบบมีไฟเลี้ยง 4 พอร์ตผลิตภัณฑ์มาตรฐานสำหรับใช้งานบนเดสก์ท็อป ใช้ไอซีฮับ VL817, พอร์ต USB-A ดาวน์สตรีม 4 พอร์ต, อะแดปเตอร์ 12 V/2.5 A, กระแสไฟ 900 mA ต่อพอร์ต พร้อมระบบตรวจจับการชาร์จ BC1.2 ใน 1-2 พอร์ต ตัวเรือนอะลูมิเนียมเพื่อการระบายความร้อนและให้ความรู้สึกพรีเมียม ไฟ LED แสดงสถานะต่อพอร์ตและสวิตช์เปิด/ปิดแยกแต่ละพอร์ต คือคุณสมบัติที่ทำให้แบรนด์ระดับพรีเมียม (Anker, Sabrent, UGREEN) แตกต่างจากผลิตภัณฑ์ไร้ยี่ห้อจาก Amazon แผงวงจรพิมพ์ (PCB): 4 ชั้น, 60 × 40 มม. ต้นทุนการผลิต (BOM) ที่ 10K: 5-8 ดอลลาร์สหรัฐ

ฮับ ​​7 พอร์ตและ 10 พอร์ตสำหรับเวิร์กสเตชัน การตัดต่อวิดีโอ และการผลิตเสียง โครงสร้างภายใน: ไอซีฮับ 4 พอร์ตสองตัวต่อกันแบบอนุกรม โดยใช้ไอซีต้นทางร่วมกันหนึ่งตัว ซึ่งประหยัดต้นทุนมากกว่าการใช้ไอซี 7 พอร์ตตัวเดียวสำหรับงานออกแบบส่วนใหญ่ ใช้พลังงานในตัวเสมอ ต้นทุนการผลิต (BOM) ที่ 10 ชิ้น: 8-15 ดอลลาร์สหรัฐ

แท่นชาร์จและฮับแบบรวมกันมีพอร์ตรับส่งข้อมูลแยกกัน (USB-A) และพอร์ตชาร์จอย่างเดียว (USB-C หรือ USB-A พร้อม DCP/QC/PD) พอร์ตชาร์จจะไม่ผ่าน IC ของฮับ แต่จะเชื่อมต่อโดยตรงกับแหล่งจ่ายไฟผ่าน IC ควบคุมโปรโตคอลการชาร์จ แผงวงจรพิมพ์ (PCB) ต้องใช้การเดินสาย VBUS ทองแดงหนาเพื่อรองรับกระแสไฟรวม 10–15 A แผงวงจรพิมพ์ทองแดงหนาที่มีชั้นใน 2 ออนซ์เป็นมาตรฐานสำหรับผลิตภัณฑ์ประเภทนี้

ฮับ ​​USB-C สำหรับเชื่อมต่ออุปกรณ์ต้นทางมาตรฐานใหม่: สาย USB-C เชื่อมต่อกับแล็ปท็อป พอร์ต USB-A สำหรับอุปกรณ์ต่อพ่วงรุ่นเก่า และตัวเลือกการส่งผ่าน PD เพื่อชาร์จแล็ปท็อปผ่านฮับ แก้ปัญหา "ปัญหาตัวแปลงสัญญาณ" ที่เกิดจากแล็ปท็อปที่ตัดพอร์ต USB-A ออกไป การรวม USB-C เข้ากับพอร์ตต้นทางจะเพิ่มการจัดการพิน CC ตัวควบคุม PD และการกระจายสัญญาณ HDI ลงในการออกแบบ PCB

3. ฮับสำหรับเดินทาง อะแดปเตอร์มัลติพอร์ต USB-C และแท่นวางอุปกรณ์

ผลิตภัณฑ์ในกลุ่มการเดินทางให้ความสำคัญกับความกะทัดรัด น้ำหนักเบา และการใช้งานโดยใช้พลังงานจากรถบัส (ไม่ต้องพกอะแดปเตอร์)

ฮับ ​​USB-A ขนาดกะทัดรัด 4 พอร์ตผลิตภัณฑ์ระดับเริ่มต้น ใช้พลังงานจากบัส ขนาด 50 × 30 มม. สาย USB ติดอยู่ถาวร กระแสไฟ 100–125 mA ต่อพอร์ตหลังจากหักค่าใช้จ่ายของฮับแล้ว เหมาะสำหรับเมาส์ คีย์บอร์ด แฟลชไดรฟ์ — ไม่เหมาะสำหรับฮาร์ดไดรฟ์ภายนอกหรือการชาร์จ ราคาขายปลีก 8–20 ดอลลาร์สหรัฐ แผงวงจรพิมพ์ (PCB): 2 ชั้น ต้นทุนการผลิต (BOM) 1.50–2.50 ดอลลาร์สหรัฐ

อะแดปเตอร์ USB-C 5-in-1 / 7-in-1 แบบมัลติพอร์ตผลิตภัณฑ์สำหรับการเดินทางที่เติบโตเร็วที่สุด สาย USB-C เพียงเส้นเดียวเชื่อมต่อกับแล็ปท็อป ให้พอร์ต USB-A, เอาต์พุต HDMI 4K, ตัวอ่านการ์ด SD และบางครั้งอาจมีพอร์ต Ethernet และ USB-C PD pass-through ด้วย ใช้พลังงานจากพอร์ต USB-C แผงวงจรพิมพ์ (PCB): 4–6 ชั้น พร้อมPCB HDIสำหรับการกระจายสัญญาณ USB-C ขนาดประมาณ 70 × 30 มม. ต้นทุนการผลิต (BOM): 8–25 ดอลลาร์สหรัฐ ราคาขายปลีก: 25–80 ดอลลาร์สหรัฐ

แท่นวางเชื่อมต่อ USB-Cขนาดใหญ่กว่าอะแดปเตอร์สำหรับเดินทาง เหมาะสำหรับวางบนโต๊ะทำงานอย่างถาวร สาย USB-C เพียงเส้นเดียวสามารถใช้แทนการเชื่อมต่อทั้งหมดของแล็ปท็อปได้: USB, จอภาพ HDMI/DP สองจอ, Gigabit Ethernet, เสียง, และการชาร์จ PD 60–100 วัตต์ แผงวงจรพิมพ์แบบหลายชิป (ฮับ + CC + PD + วิดีโอ + Ethernet + เสียง) HDI 6–8 ชั้น ขนาดประมาณ 100 × 60 มม. ต้นทุนการผลิต: 25–60 ดอลลาร์สหรัฐ ราคาขายปลีก: 80–250 ดอลลาร์สหรัฐ นี่คือกลุ่มผลิตภัณฑ์ระดับพรีเมียมที่ผลักดันการลงทุนในการพัฒนาผลิตภัณฑ์มากที่สุด

ฮับ ​​OTG สำหรับโทรศัพท์ ฮับ USB OTG (On-The-Go) ทำหน้าที่เป็นอะแดปเตอร์โฮสต์ให้กับโทรศัพท์ ทำให้สามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงกับโทรศัพท์หรือแท็บเล็ตได้ มีขนาดกะทัดรัด ใช้พลังงานจากบัส โดยทั่วไปจะมีพอร์ต USB-C หรือ Micro-USB ด้านต้นทาง และพอร์ต USB-A 2-3 พอร์ตด้านปลายทาง แผงวงจรพิมพ์ (PCB): 2-4 ชั้น ขนาด 30 × 15 มม. ราคาขายปลีก: 10-30 ดอลลาร์สหรัฐ

4. ตัวขยายพอร์ต USB แบบฝังสำหรับผลิตภัณฑ์ OEM

ตัวขยายพอร์ต USB แบบฝังตัวไม่ใช่สินค้าสำหรับขายปลีก แต่เป็นแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ที่รวมอยู่ในแล็ปท็อป จอภาพ คอมพิวเตอร์แบบ All-in-One ตู้คีออส ยานพาหนะ และอุปกรณ์อุตสาหกรรม นี่คือส่วนที่มีปริมาณการผลิตรวมสูงสุด: แล็ปท็อปแทบทุกเครื่องที่ขายได้จะมีชิปฮับ USB แบบฝังตัวอย่างน้อยหนึ่งตัวเพื่อขยายพอร์ต USB ที่มีจำกัดของชิปเซ็ตไปยังแป้นพิมพ์ ทัชแพด เว็บแคม เครื่องอ่านลายนิ้วมือ วิทยุบลูทูธ และขั้วต่อภายนอก

ฮับภายในของแล็ปท็อป:ชิป IC ฮับจะอยู่บนเมนบอร์ดของแล็ปท็อป ไม่ได้อยู่บนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) แยกต่างหาก ผู้ผลิต (OEM) จะระบุชิป IC ฮับ (โดยทั่วไปคือ Microchip USB2422 สำหรับ 2 พอร์ต หรือ VL817 สำหรับ USB 3.0 4 พอร์ต) เป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบเมนบอร์ด ปริมาณการผลิต: หลายล้านหน่วยต่อรุ่นของแล็ปท็อป

ฮับแบบฝังในจอภาพ:มีพอร์ต USB 2-4 พอร์ตอยู่ด้านหลังหรือด้านข้างของจอแสดงผล แผงวงจรพิมพ์ (PCB) ของฮับถูกรวมเข้ากับวงจรไฟฟ้าภายในของจอภาพ การเชื่อมต่อแบบอัปสตรีมจะเชื่อมต่อกับพีซีของผู้ใช้ผ่านพอร์ต USB อัปสตรีมของจอภาพ ปริมาณการผลิต: หลายสิบล้านชิ้นต่อปีในตลาดจอภาพทั่วโลก

ฮับสำหรับตู้คีออสก์และเครื่อง POS: มีพอร์ต USB 2-4 พอร์ตอยู่ภายในตู้คีออสก์ สำหรับเครื่องสแกนบาร์โค้ด เครื่องพิมพ์ใบเสร็จ เครื่องอ่านบัตร และจอแสดงผลสำหรับลูกค้า วัสดุเกรดอุตสาหกรรม ทนอุณหภูมิได้สูง แผงวงจรพิมพ์ (PCB): 4 ชั้น ขนาดประมาณ 50 × 30 มม. การผลิตแผงวงจรพิมพ์แบบ OEMสำหรับฮับแบบฝังตัวเป็นหนึ่งในประเภทการผลิตที่มีปริมาณมากที่สุดในโรงงานประกอบ PCB ที่เน้น USB ทุกแห่ง

ระบบควบคุมข้อมูลและความบันเทิงในรถยนต์:ส่วนประกอบที่ผ่านการรับรอง AEC-Q100 (TI TUSB8044-Q1) อุณหภูมิการทำงานกว้าง (−40 ถึง +85 °C) การประกอบที่ทนต่อการสั่นสะเทือน และการปฏิบัติตามมาตรฐาน EMC สำหรับยานยนต์ (CISPR 25) แผงวงจรพิมพ์ (PCB) ต้องใช้ กระบวนการ ผลิต PCB สำหรับยานยนต์พร้อมเอกสาร PPAP

5. อุปกรณ์ขยายพอร์ต USB สำหรับงานอุตสาหกรรม และฮับ USB แบบติดตั้งบนแร็ค

อุปกรณ์ขยายพอร์ต USB สำหรับงานอุตสาหกรรม ใช้ในระบบอัตโนมัติในโรงงาน ป้ายดิจิทัล ศูนย์ควบคุมอุปกรณ์ ร้านค้าปลีก และการใช้งานในกองทัพ/ภาครัฐ ข้อแตกต่างที่สำคัญจากผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภค:

การติดตั้งบนราง DIN ใช้ราง DIN มาตรฐานขนาด 35 มม. สำหรับการติดตั้งในตู้ควบคุม ตัวเรือนทำจากโลหะ (อะลูมิเนียมเคลือบสีฝุ่นหรือสแตนเลส) ไม่ใช่พลาสติก ขนาดของแผงวงจรพิมพ์ (PCB) จะตรงกับขนาดของตัวเรือน โดยทั่วไปจะมีขนาด 120 × 70 มม. สำหรับ 4 พอร์ต และ 200 × 120 มม. สำหรับ 16 พอร์ต

แหล่งจ่ายไฟ DC แบบช่วงแรงดันกว้างผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมรับแรงดันไฟ DC ได้ 9–48 V (ไม่ใช่ตัวแปลงแรงดัน 5 V แบบตายตัว) ตัวแปลงแรงดันแบบ Buck Converter ในตัวจะลดแรงดันลงเหลือ 5 V สำหรับ USB VBUS การป้องกันอินพุต: การกลับขั้ว การป้องกันไฟกระชาก และการกรอง EMI แผงวงจรพิมพ์ (PCB) ต้องรองรับตัวเหนี่ยวนำ MOSFET และตัวเก็บประจุอินพุต/เอาต์พุตของ Buck Converter โดยมีระยะห่างที่เพียงพอสำหรับแรงดันไฟอินพุตที่กำหนด

การควบคุมและตรวจสอบต่อพอร์ตฮับอุตสาหกรรมมักมีฟังก์ชันควบคุมการเปิด/ปิดไฟต่อพอร์ตด้วยซอฟต์แวร์ (ผ่านรายงาน USB HID หรือ SNMP สำหรับรุ่นที่เชื่อมต่อเครือข่าย) การตรวจสอบกระแสไฟต่อพอร์ต และสถานะ LED ต่อพอร์ต ซึ่งต้องใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ (STM32, PIC หรือรุ่นใกล้เคียง) บนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) นอกเหนือจากไอซีฮับ โดยทำหน้าที่อ่านค่าจากช่องสัญญาณ ADC ตรวจจับกระแสไฟและสื่อสารกับโฮสต์ผ่านเอนด์พอยต์ควบคุม

ทนต่ออุณหภูมิและสภาวะ EMC ได้กว้างขึ้นตั้งแต่ −40 ถึง +85 °C ด้วยแผ่นลามิเนต PCB ที่มีค่า Tg สูง ผ่านมาตรฐาน EN 61000-6-2 (ความทนทานต่อคลื่นรบกวนในระดับอุตสาหกรรม) และ EN 61000-6-4 (การปล่อยคลื่นรบกวนในระดับอุตสาหกรรม) มีระบบป้องกันไฟกระชากที่พอร์ตภายนอกทุกพอร์ตตามมาตรฐาน IEC 61000-4-5

โหนดอุปกรณ์ 16 พอร์ตและ 32 พอร์ตใช้สำหรับโหนดอุปกรณ์สมาร์ทโฟน/แท็บเล็ต (ทดสอบแอปพลิเคชัน, แฟลชเฟิร์มแวร์, การจัดการ MDM), กระเป๋าเงินฮาร์ดแวร์สำหรับสกุลเงินดิจิทัล และการเขียนโปรแกรมแบบกลุ่มสำหรับระบบฝังตัว โครงสร้างแบบฮับเรียงซ้อนพร้อมการสลับและตรวจสอบพลังงานต่อพอร์ต แผงวงจรพิมพ์ (PCB): 8 ชั้น ยาว 200+ มม. ทองแดงหนา VBUS ราคาชิ้นส่วน (BOM): 35–100 ดอลลาร์ขึ้นไป ขึ้นอยู่กับจำนวนพอร์ตและคุณสมบัติ

6. การนำอุปกรณ์ขยายพอร์ต USB ออกสู่ตลาดร่วมกับ Highleap

Highleap Electronics ผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) สำหรับขยายพอร์ต USB ให้กับแบรนด์ค้าปลีก ผู้ผลิตอุปกรณ์ดั้งเดิม (OEM) ผู้รวมระบบ และผู้ขายสินค้าภายใต้แบรนด์ของตนเอง บริการของเราครอบคลุมเส้นทางการพัฒนาจนถึงการผลิตอย่างครบวงจร:

แบบร่างอ้างอิงสำหรับลูกค้าที่ไม่มีแบบร่างอยู่แล้ว เรามีแบบร่างอ้างอิงที่ได้รับการพิสูจน์แล้วสำหรับโครงสร้างทั่วไป เช่น ฮับ USB 3.0 แบบ 4 พอร์ตสำหรับเดสก์ท็อป, อะแดปเตอร์ USB-C 7-in-1 สำหรับเดินทาง, ฮับแล็ปท็อปแบบฝังตัว 2 พอร์ต, และยูนิตแบบติดตั้งบนราง DIN 8 พอร์ตสำหรับงานอุตสาหกรรม การใช้แบบร่างอ้างอิงช่วยลดเวลาในการพัฒนาจากหลายเดือนเหลือเพียงไม่กี่สัปดาห์

การผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB)โครงสร้างหลายชั้น 2 ถึง 12 ชั้น ความต้านทานที่ควบคุมได้ (90 Ω ±5%) ตรวจสอบแล้วด้วยแผ่นทดสอบ TDR การผลิตที่ควบคุมความต้านทานสำหรับคู่สายสัญญาณดิฟเฟอเรนเชียล USB ความสามารถ HDI สำหรับการจัดวางแบบหนาแน่นของ USB-C ทองแดงหนาสำหรับระนาบจ่ายไฟของสถานีชาร์จ

การประกอบ. SMT เต็มรูปแบบ + การบัดกรีแบบเลือกคลื่น. จัดหาชิ้นส่วนจากผู้จัดจำหน่ายที่ได้รับอนุญาต. AOI + X-ray สำหรับ IC ฮับ BGA. ทดสอบการทำงาน 100% ในทุกแผงวงจรที่ประกอบเสร็จ: การระบุอุปกรณ์ USB, อัตราการส่งข้อมูลต่อพอร์ต, การจ่ายกระแสไฟต่อพอร์ต, จุดตัด OCP.

การประกอบกล่องสำหรับผลิตภัณฑ์พร้อมจำหน่ายปลีก: การประกอบกล่อง — แผงวงจรพิมพ์ (PCB), ตัวเคส, สายเคเบิล, อุปกรณ์เสริม, บรรจุภัณฑ์, เอกสารสิ่งพิมพ์ จัดส่งเป็นผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปพร้อมจำหน่ายปลีกหรือจัดจำหน่าย มีบริการบรรจุภัณฑ์ภายใต้แบรนด์ของลูกค้า คู่มือหลายภาษา และอะแดปเตอร์แปลงไฟเฉพาะประเทศ

ส่งข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์ตัวขยายพอร์ต USB ของคุณเพื่อขอใบเสนอราคาการผลิตโดยระบุประเภทผลิตภัณฑ์ จำนวนพอร์ต เวอร์ชัน USB ข้อกำหนดด้านพลังงาน ปริมาณการผลิตเป้าหมาย และขอบเขตการรับรอง

ที่เกี่ยวข้อง: การออกแบบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) สำหรับฮับ USB · การเลือกผู้ผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) สำหรับฮับ USB · ผลิตภัณฑ์แปลง USB · ระบบขยายสัญญาณ USB · การรวมระบบขั้วต่อ USB-C

4. แท่นเชื่อมต่อ USB-C แบบหลายพอร์ต: ผลิตภัณฑ์แห่งการรวมระบบ

หมวดหมู่ตัวแปลง USB ที่เติบโตเร็วที่สุด คือ การรวมตัวเชื่อมต่อหลายตัวเข้าไว้ในผลิตภัณฑ์เดียว นั่นคือ สถานีเชื่อมต่อ USB-C สายเคเบิลเพียงเส้นเดียวจากแล็ปท็อปสามารถให้การเชื่อมต่อได้หลากหลาย ได้แก่ ข้อมูล USB (ฮับ), วิดีโอ (HDMI/DP), เครือข่าย (Ethernet), เสียง, ตัวอ่านการ์ด และพลังงาน (PD pass-through) โครงสร้าง IC ทั่วไป:

แผงวงจรพิมพ์ (PCB): HDI 6–8 ชั้น ขนาดประมาณ 100 × 60 มม. ต้นทุนการผลิต (BOM): 25–60 ดอลลาร์สหรัฐ ราคาขายปลีก: 80–250 ดอลลาร์สหรัฐ นี่คือผลิตภัณฑ์ USB สำหรับผู้บริโภคที่ซับซ้อนที่สุด — การออกแบบวงจรต้องมีการแบ่งส่วนอย่างระมัดระวังระหว่างส่วนดิจิทัลความเร็วสูง สัญญาณเสียงอนาล็อก และส่วนจ่ายไฟกระแสสูงการผลิต PCB HDIด้วย vias แบบซ่อน/ฝัง เป็นมาตรฐานสำหรับผลิตภัณฑ์ประเภทนี้

5. กฎการออกแบบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ที่ใช้กับตัวแปลง USB ทุกประเภท

ไม่ว่าจะเป็นตัวแปลง USB ประเภทใดก็ตาม แผงวงจรพิมพ์ (PCB) ของตัวแปลง USB ทุกตัวจะมีข้อกำหนดเหล่านี้เหมือนกันในส่วนของด้าน USB:

อิมพีแดนซ์ของคู่ดิฟเฟอเรนเชียล USB: 90 Ω ±10% (USB 2.0) หรือ ±5% (USB 3.x) ควรใช้การผลิต PCB ที่ควบคุมอิมพีแดนซ์ร่วมกับคูปองที่ผ่านการตรวจสอบ TDR แล้ว

การป้องกัน ESD:ติดตั้งชุดไดโอด TVS บนขั้วต่อ USB ภายนอกทุกตัว ภายในระยะ 1.5 มม. จากแผ่นวงจร ไม่มีข้อยกเว้น — การเกิด ESD ครั้งแรกโดยไม่มีการป้องกันจะทำให้ไอซีบริดจ์เสียหาย

การแยกสัญญาณรบกวน:ตัวเก็บประจุเซรามิก X7R ขนาด 100 nF ภายในระยะ 2 มม. จากขาจ่ายไฟของไอซีบริดจ์ทุกตัว ตัวเก็บประจุแบบก้อนขนาด 10 µF บนรางหลักแต่ละราง สำหรับไอซีบริดจ์ที่ทำงานที่ความถี่สูงกว่า 1 GHz ภายใน จะต้องเพิ่มตัวเก็บประจุขนาด 1–10 nF เพื่อครอบคลุมช่วงความถี่กลางถึงสูง

การวางคริสตัล/ออสซิเลเตอร์:ไอซีบริดจ์ USB ส่วนใหญ่ต้องการคริสตัล 12 MHz (±50 ppm) พร้อมตัวเก็บประจุโหลด 18 pF วางคริสตัลไว้ภายในระยะ 5 มม. จากไอซี โดยใช้เส้นทางเดินสายสั้นๆ และสมมาตร เดินสายทองแดงกราวด์ใต้คริสตัลเพื่อลดการรบกวนจากสัญญาณรบกวน

การปฏิบัติตามมาตรฐานอินเทอร์เฟซเอาต์พุต: Ethernet ต้องการแม่เหล็กตามมาตรฐาน IEEE 802.3; HDMI ต้องการการควบคุมอิมพีแดนซ์ TMDS; CAN ต้องการการปฏิบัติตามมาตรฐานตัวรับส่งสัญญาณ ISO 11898 แต่ละเอาต์พุตมีข้อจำกัดของแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ที่แตกต่างกันไป — ด้าน USB เป็นเพียงครึ่งหนึ่งของการออกแบบเท่านั้น

การจัดการความร้อน:ไอซีบริดจ์ที่ใช้พลังงานมากกว่า 1 วัตต์ (อีเธอร์เน็ต วิดีโอ เสียง พร้อมแอมป์หูฟัง) จำเป็นต้องมีรูระบายความร้อนใต้ไอซีเพื่อเชื่อมต่อกับระนาบกราวด์ภายใน หากไม่มีรูระบายความร้อน ไอซีจะทำงานเกินอุณหภูมิจุดเชื่อมต่อที่กำหนดไว้ ซึ่งอาจทำให้ประสิทธิภาพลดลงหรือเสียหายก่อนกำหนด

6. การผลิตแผงวงจรแปลงสัญญาณ USB ที่ Highleap

Highleap ผลิตแผงวงจรแปลงสัญญาณ USB ทุกประเภท ตั้งแต่สาย USB-to-UART ที่มีต้นทุนการผลิต 0.50 ดอลลาร์ ไปจนถึงแท่นวางเชื่อมต่อ USB-C ที่มีต้นทุนการผลิต 50 ดอลลาร์ขึ้นไป

ความยืดหยุ่นด้านปริมาณการผลิต:ตั้งแต่การผลิตต้นแบบ 50 ชิ้นสำหรับผู้ผลิตชิ้นส่วนอุตสาหกรรมเฉพาะทาง ไปจนถึง 100 ชิ้นขึ้นไปสำหรับผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภค กระบวนการออกแบบเพื่อการผลิต (DFM) และคุณภาพเดียวกันในทุกระดับ

การประกอบแบบผสมผสานเทคโนโลยี: SMT (วงจรบริดจ์ IC, ESD, การแยกสัญญาณ) + แบบรูทะลุ (ขั้วต่อ USB, RJ-45, DB9, ขั้วต่อเทอร์มินัล, แจ็คทรงกระบอก) ใช้การบัดกรีแบบรีโฟลว์ SMT ก่อน จากนั้นใช้การบัดกรีแบบคลื่นเลือกเฉพาะสำหรับขั้วต่อแบบรูทะลุ บริการประกอบ PCB แบบครบวงจรจัดการจัดหาชิ้นส่วนทั้งหมดผ่านช่องทางที่ได้รับอนุญาต

การทดสอบการทำงาน:อุปกรณ์ทดสอบแบบกำหนดเองสำหรับแต่ละผลิตภัณฑ์: การระบุอุปกรณ์ USB, อัตราการส่งข้อมูลบนอินเทอร์เฟซที่แปลงแล้ว (ความแม่นยำของอัตราการส่งข้อมูล UART, การสูญเสียแพ็กเก็ต Ethernet, การตรวจสอบความถูกต้องของเอาต์พุตวิดีโอ), การทดสอบการแยกส่วนสำหรับตัวแปลงสัญญาณอุตสาหกรรม

ขอใบเสนอราคาสำหรับแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ตัวแปลง USBโดยระบุประเภทของตัวแปลง ปริมาณ และข้อกำหนดด้านการรับรองต่างๆ

ที่เกี่ยวข้อง: การออกแบบ PCB ฮับ USB · การรวมขั้วต่อ USB-C · ระบบขยายพอร์ต USB · ผลิตภัณฑ์ขยายพอร์ต USB