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本文档从系统级视角解析 ATOM01 人形机器人的电源架构与物理接口规范，涵盖 V2.0 集成方案（RBE_Board V2.0） 与 V1.0 分立模块方案（Roboto_Power + 独立降压 + Roboto_Usb2Can） 两种硬件拓扑。理解电源分配逻辑与接口定义是确保机器人安全上电、稳定运行的首要前提，后续涉及的具体主板原理与通讯协议细节，请参阅 RBE_Board V2.0 集成主板架构 与 USB 转 CAN 通讯协议与拓扑。

系统电源架构概览

ATOM01 系列采用 48V 动力电池 作为一级能源母线，通过电源管理单元完成两级能量分配：一路保持 48V 直驱四肢关节电机，另一路经同步降压转换为 5V 为上层主控板（如 Orange Pi 5 Plus）及散热系统供电。CAN 总线作为控制信号的神经网络，与功率回路并行分布至各执行器。从架构演化角度看，V1.0 采用"功能模块物理分离"设计以降低单板复杂度，而 V2.0 通过三合一集成将降压、分电与 USB2CAN 融合为单块 RBE_Board，在 80mm × 60mm 的紧凑尺寸内实现完整的电气中转站功能。

以下 Mermaid 图展示了两种代际的功率与信号流向差异。V2.0 路径中虚线框表示片上集成，V1.0 路径则通过独立模块和飞线实现同等功能。

graph TB
    subgraph V2.0_集成架构["V2.0 集成架构 (RBE_Board V2.0)"]
        BAT2[48V 电池组] -->|XT60| RBE[RBE_Board V2.0<br/>三合一集成板]
        RBE -->|XT30 ×4| MOT2[四肢电机 48V]
        RBE -->|Type-C 5V/8A| CTRL2[主控板 Orange Pi 5 Plus]
        RBE -->|GH1.25 5V| FAN2[散热风扇]
        RBE -.->|片上 USB2CAN| CAN2[4路 CAN 总线]
        CAN2 --> MOT2
    end

    subgraph V1.0_分立架构["V1.0 分立架构 (模块化)"]
        BAT1[48V 电池组] -->|XT60/XT90| PWR[Roboto_Power<br/>分电板]
        PWR -->|XT30 ×6| MOT1[四肢电机 48V]
        PWR -->|GH1.25| CAN_HUB[CAN 集线器]
        PWR -.->|外部降压模块| CTRL1[主控板 5V]
        USB2CAN[Roboto_Usb2Can<br/>通讯板] -->|GH1.25| CAN_HUB
        CTRL1 -->|USB-C| USB2CAN
    end

Sources: README_cn.md, README_cn.md, README_cn.md

V2.0 集成电源管理（RBE_Board V2.0）

V2.0 的电源管理核心为 RBE_Board V2.0（亦称 PWR_HUB V2.1），该板将传统方案中的三块独立 PCB 功能整合于单一四层板，从而显著降低连接器失效概率并优化内部电磁兼容性。其供电输入采用高电流 XT60 端子直接对接电池 PACK；板上集成的 48V 转 5V 同步降压电路通过 Type-C 接口向主控板持续输出最高 8A 电流，足以覆盖 Orange Pi 5 Plus 及其外设的峰值功耗；四组 XT30 (2+2) 端子以星型拓扑将 48V 母线分配至左右腿、腰关节及手臂的伺服驱动器；此外，独立的 GH1.25 5V 接口专为系统散热风扇预留，避免风扇启停对主控电源造成纹波干扰。

参数类别 接口规格 功能说明 最大能力 / 备注
供电输入 XT60 端子 连接 48V 动力电池 PACK 母线电压 48VDC
48V 功率输出 XT30 (2+2) × 4 分配至四肢关节电机 星型分电，单路额定视电机负载而定
5V 主控输出 USB Type-C 为主控板（Orange Pi 5 Plus）供电 最高持续电流 8A
散热供电 GH1.25 为系统风扇供电 5V 输出
通讯接口 USB 2.0 Type-C 连接主控板实现 USB 转 CAN 与 5V 主控输出物理分离
板卡尺寸 — 紧凑设计便于背部安装 80mm × 60mm

Sources: README_cn.md, README.md

V1.0 分立电源架构

V1.0 采用经典的"集中控制、分布式供电"模块化思路，由 Roboto_Power_v1.0 分电板、外部 48V 转 5V 降压模块 与 Roboto_Usb2Can_v1.0 通讯板 三块独立硬件协同完成与 V2.0 等效的能量与数据中转。该方案的优势在于单模块维修成本低、易于单独迭代调试，但内部线缆数量与接插件故障点相对更多，更适合早期开发者理解各子系统的电气边界。

Roboto_Power_v1.0 作为能量枢纽，正面提供 XT60/XT90 公头对接电池，六路 XT30 母头向下级电机输送 48V；板上同时集成了 CAN 总线集线器，正面与背面共提供多组 GH1.25 连接器用于 CAN_H/CAN_L 的信号分发与扩展。由于该板本身不含降压功能，主控所需的 5V 需依赖外置降压模块从 48V 母线转接获得。

Roboto_Usb2Can_v1.0 则负责协议层桥接，通过 USB-C 接收上位机（仅限 Linux 系统识别）的 USB 信号，并转换为四路完全独立的 CAN 总线信号。每一路 CAN 对应机器人一个肢体分区：推荐 CAN 1 接左腿、CAN 2 接右腿（含腰部）、CAN 3 接左臂、CAN 4 接右臂。板卡背部预留四组 SWD 烧录口（pinout：GND、3V3、CLK、DIO），分别对应四颗独立的 CAN 控制芯片，需使用 1.25mm 烧录针配合 ST-Link 依次烧录固件。

模块 关键接口 数量 定义
Roboto_Power 电源输入 1× XT60/XT90 公头，接电池
48V 功率输出 6× XT30 母头，接关节电机
CAN 信号集线器 正面 4 路 + 背面扩展 GH1.25，H/L 丝印对应 CAN_H / CAN_L
外部降压模块 48V 输入 / 5V 输出 1× 为 Orange Pi 5 Plus 提供 5V 主电源
Roboto_Usb2Can USB-C 数据/电源 1× 5V 输入，接上位机 Linux 主机
CAN 总线输出 4× GH1.25，4L/4H…1L/1H
SWD 烧录口 4× 背部，每路 CAN 芯片独立烧录

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核心接口电气定义

无论是 V2.0 的集成板还是 V1.0 的分立模块，电源与 CAN 接口的电气定义遵循一致的命名规范，以确保线束在不同代际间具备概念上的可复用性。以下为物理接口的通用定义说明，具体丝印位置可参阅各模块 00_Docs/Images/ 目录中的接口标注图。

功率接口定义

XT60/XT90 与 XT30 均属于艾迈斯（Amass）高电流航模连接器家族，采用防呆舌片设计但仍需严格区分正负极。通常约定红色线束为正极（+48V），黑色线束为负极（GND）。在 V2.0 中，XT30 采用 (2+2) 结构，即两针并联用于正极、两针并联用于负极，以降低接触电阻并提高大电流下的可靠性。

CAN 信号接口定义

GH1.25 连接器为 1.25mm 间距的卧贴端子，用于传输差分 CAN 信号。板上丝印以 H 标识 CAN_H、L 标识 CAN_L。布线时必须同组对接（H 接 H、L 接 L），任何反接都会导致总线显性电平异常，进而引发通讯中断或控制器报文错误。根据 CAN 2.0B 物理层规范，每条总线末端需并联 120Ω 终端电阻；若所使用的伺服电机内部已集成该电阻，则无需额外添加，否则必须在总线物理末端自行补接。

5V 低压接口定义

V2.0 的主控 Type-C 接口不仅承担供电职能，同时作为 USB2.0 差分信号通道参与通讯，因此不可与常规充电器混用，必须使用支持数据通讯的屏蔽线缆连接至 Orange Pi 5 Plus 的 USB 端口。V1.0 的外部降压模块输出则建议通过杜邦线或焊接方式接入主控板的 5V 排针，并确保压降补偿后电压稳定在 4.9V 以上。

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版本特性对比与选型建议

对比维度 V2.0（RBE_Board V2.0，推荐） V1.0（Roboto_Power + 降压 + Usb2Can）
架构形态 三合一单板集成 三模块物理分离
48V 分路数 4 路 XT30 (2+2) 6 路 XT30
5V 生成方式 板载同步降压，Type-C 输出 8A 外置独立降压模块
USB2CAN 板上集成，4 路独立 CAN 独立 Roboto_Usb2Can 模块
散热接口 板载 GH1.25 5V 风扇接口 依赖外置降压或主控排针取电
线缆复杂度 低，内部走线简洁 高，模块间需额外飞线
可维护性 单板更换整体成本较高 单模块损坏可独立替换
适用人群 新用户、量产及追求稳定性场景 老用户维护、教学拆解场景

从工程实践角度，V2.0 的集成方案通过减少接插件数量降低了接触电阻与潜在失效点，更贴合双足机器人在高频振动环境下的可靠性需求；而 V1.0 的分立方案则有助于初学者直观地观察功率回路与信号回路的物理边界，适合用于教学或硬件调试入门。

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安全操作规范

电源管理与接口接线中的绝大多数永久性损坏均源于极性反接与信号线序错误，因此在上电前必须执行以下检查清单。

1. 功率极性检查（最高优先级） 在首次连接电池前，务必使用万用表通断档或电阻档确认 XT60/XT90 输入端正负极之间无短路，并再次核对红色线束接正极、黑色线束接负极。板上通常以 "+" 和 "-" 丝印或凸起标识辅助识别。

2. CAN 线序核对 连接 GH1.25 端子时，严格对照板上丝印的 H 与 L 标记，确保 CAN_H 与 CAN_H 对接、CAN_L 与 CAN_L 对接。切勿将差分对反接或交叉，否则将导致总线进入错误被动状态（Error Passive）甚至总线关闭（Bus Off）。

3. 终端电阻确认 在系统调试前，使用万用表测量每条 CAN 总线两端 CAN_H 与 CAN_L 之间的直流电阻，理论值应约为 60Ω（两个 120Ω 终端电阻并联后的结果）。若读数为开路或远高于 60Ω，说明末端电阻缺失，需补充安装。

4. 上电时序建议 推荐先接通 5V 主控电源并确认系统启动正常，再闭合 48V 动力电池回路；紧急情况下可通过电池侧的物理开关或快拆 XT60 迅速切断总电源。V2.0 机械结构在背板处设有主控板物理开关，详见 关键改进：腰部限位、背板开关与手臂优化。

Sources: README_cn.md, README_cn.md

后续阅读指引

完成电源管理与接口定义的理解后，建议按以下顺序深入各子系统：

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