大聯大世平集團推出以NXP產品為核心的Klipper 3D打印機方案

近日，致力于亞太地區市場的國際領先半導體元器件分銷商---大聯大控股宣布，其旗下世平推出以恩智浦（NXP）RT1050 MCU為核心，輔以華邦電子（Winbond）W25Q80 Flash、納芯微（Novosense）NSD7312 H橋驅動IC、圣邦微（SGMICRO）SGM8651運算放大器、SGM61410同步降壓穩壓器、SGM2059 LDO穩壓器以及杰華特（JOULWATT）JWH5141F同步降壓穩壓器的Klipper 3D打印機方案。

圖示1-大聯大世平以NXP產品為核心的Klipper 3D打印機方案的展示板圖

3D打印機又稱為增材制造技術，是一種利用數字模型文件，通過逐層堆疊材料來構建物體的技術。在使用中，用戶僅需導入設計文件，即可在數小時內將創意轉化為任意實體，真正實現“所見即所得”的柔性制造。目前，消費級打印機大多會使用Klipper作為3D打印固件。不同于傳統的Marlin固件，Klipper采用執行與邏輯分離架構，由MPU負責邏輯運算，MCU負責執行，可實現更高的打印速度和打印質量。為推動3D打印機應用，大聯大世平推出以NXP RT1050 MCU為核心，輔以華邦電子W25Q80 Flash、納芯微NSD7312 H橋驅動IC、圣邦微SGM8651運算放大器、SGM61410同步降壓穩壓器、SGM2059 LDO穩壓器以及杰華特JWH5141F同步降壓穩壓器的Klipper 3D打印機方案。

圖示2-大聯大世平以NXP產品為核心的Klipper 3D打印機方案的場景應用圖

本方案由MCU板、驅動板和底板三個部分組成。MCU板采用NXP RT1050 MCU和華邦電子旗下W25Q80 Flash。其中，NXP RT1050基于Arm^? Cortex^?-M7內核，主頻高達600MHz，并配備512KB的SRAM，具有易用性和實時功能。華邦電子W25Q80 Flash具有較強的讀取性能，且外觀尺寸更小，能夠滿足工業與消費類應用場景中邊緣計算的需求。

驅動板由2個納芯微NSD7312 H橋驅動IC和2個圣邦微SGM8651運算放大器組成。納芯微NSD7312是一款直流有刷電機驅動芯片，其內置功率N-MOSFET并為功率級提供供電欠壓保護、過流保護、過溫保護等多種功能。此外，該產品可提供3.6A峰值電流，支持PWM電流調制功能，在電機啟動和堵轉時能夠有效降低對輸入電容的需求。圣邦微SGM8651是一款高精度、低噪聲、低失真的電壓反饋型運算放大器，具備50MHz的高增益帶寬和66V/μs的快速轉換速率，能夠處理高速信號并快速響應變化。

底板采用圣邦微SGM61410同步降壓穩壓器、SGM2059 LDO穩壓器以及杰華特JWH5141F同步降壓穩壓器。其中，SGM61410同步降壓穩壓器以在5V至42V的寬輸入電壓范圍內，輸出高達600mA的電流。它適用于各種高輸入電壓的工業或汽車應用，此外，14μA的低靜態電流和僅0.6μA的超低關斷電流使其成為電池供電應用的理想選擇。SGM2059是一款低VIN、超低噪聲、高PSRR、低壓差線性穩壓器。其工作輸入電壓范圍為1.1V至5.5V，適用于需要低噪聲和快速瞬態響應電源的應用。杰華特JWH5141F是高性能同步降壓穩壓器，具有多種保護功能，可確保系統的可靠性。

圖示3-大聯大世平以NXP產品為核心的Klipper 3D打印機方案的方塊圖

得益于產品的高性能和靈活的設計，本方案只需用一個MCU即可處理Klipper上位機傳輸過來的運動指令、同時驅動四個步進電機，節省了電機驅動芯片的數量，擁有高性價比優勢。

核心技術優勢：

●   一顆MCU同時控制4個步進電機和運行Klipper下位機；

●   步進電機運行靜音、高速。

方案規格：

●   使用集成Driver和MOSFET的H橋驅動器NSD7312（納芯微），額定電流1.5A，驅動電路高集成度；

●   MCU集成eFlexPWM，可輸出多路PWM，方便實現多電機的磁場向量控制；

●   2路PWM分別控制風扇轉速（擠出頭和模型冷卻）；

●   2路NTC對擠出頭和熱床進行溫度采樣。