解读 45 · 电源树:8.4V 总线 / 5V 逻辑 / 舵机供电
解读对象:
microduck-replica/docs/硬件规格速查.md(电源节)+microduck-replica/docs/硬件方案逆向.md§四/§六(HAT 电源树,按原理图 dynamixel.kicad_sch 核对)
需要的前置:解读 41(电池、HAT、主控在整机里的位置)。
源头:一块摄像机电池
电池是索尼 NP-F550(L 系列摄像机电池,通用配件)——2S 锂离子,即两节电芯串联:标称 7.2 V,满电开路约 8.4 V,带载区间 6.6–8.2 V(速查表/逆向文档 §六;注意这是"从总线上看到的"电压,会随负载下沉)。上游网格文件名叫 np_f970 是误导,实测包围盒就是 F550 尺寸。
从这一路电压,分出三个去向:
NP-F550 2S ──► +BATT ──┬─► J13/J14 舵机座(经 TH1 100Ω 热敏,旁注 3A max)── 15 × XL330
6.6–8.2V ├─► C19 10µF/63V ─► U9 AP63205 buck + L4 6.8µH ─► +5V ─┬─► 40 针给主控
│ (降压,2A / 1.1MHz) Q2/U10 LM5050-1 └─► PAM8406D 功放
└─► imu_to_dxl 板:F1 PPTC → D1 TVS → HT7533 LDO → 3.3V(板自用)
+3V3 反过来由主控侧经 40 针供 HAT;HAT 上 U3 XC6206P182 再降到 +1V8 给 codec
两条降压路线的分工,正好是教科书级的对比:舵机吃电池原压,5V 那一路只给主控和音频。板上只有一颗 buck(开关降压,U9 AP63205,2 A),带不动 15 个 XL330——单个 XL330 堵转就约 1.5 A,15 个理论峰值 22.5 A。这是"XL330 被超压运行"的原理图级证据(逆向文档 §四)。
一个勘误的教训:器件位置画错一级
逆向文档 2026-09-04 勘误:此前把 U10 LM5050-1(理想二极管控制器,一种"防反接/选择电源"的芯片)画在电池输入端,实际它在 buck 之后的 +5V 一路。核实的办法很朴素:按原理图符号的 X 坐标排序——+BATT(153) → C19(219) → U9(302) → L4(392) → Q2(558) → U10(568) → +5V(635),从左到右就是电流方向。"舵机吃 +BATT"的结论不受影响。
没有电量计,电量怎么知道
速查表引官方注释原文:"There is no fuel gauge and no ADC"——整机没有任何电量测量电路,唯一手段是读舵机自报的供电电压。运行时对它做约 10 秒时间常数的 EMA 平滑,跌到 6.6 V 就优雅坐下并关机。对复刻者是好消息:不需要设计任何电池监测电路。
你带走的收获
- buck 与 LDO 的分工:大压差、大电流(电池→5V/2A)用 buck,效率高不发热;小电流(→3.3V/几十 mA)用 LDO,便宜省事——见解读 48。
- 执行器的电要单独算账:15 个舵机 × 堵转电流远超任何一路稳压器的容量,所以"直供原压"不是偷懒,是唯一现实解。
- 电压是随负载浮动的:6.6–8.2 V 是带载区间,不是电芯化学量程;选器件耐压要按最坏值(满电 8.4 V)算。
- 读原理图先排电源链:按符号坐标从电源到负载排一遍,就不会把保护器件的位置张冠李戴。