Se abre una fuente de un módulo DCDC de elevación/reducción de gran potencia y totalmente nacional basado en el chip EG1151, compatible con entrada de interfaz TypeC, con engaño PD3.1 que admite hasta 48V, además de entrada de interfaz XT60 y DC5.5, voltaje máximo de entrada/salida de 63V, corriente máxima de entrada/salida de 20A, compatible con protección contra sobrecorriente y protección contra sobrecalentamiento, eficiencia máxima del 96.8%.
Todos los componentes utilizados en este módulo son de fabricación nacional.
El chip de engaño PD3.1 utilizado es el modelo FS312BH, que puede engañar a los cargadores PD para que produzcan hasta 48V. Si el cargador no admite este voltaje, seleccionará automáticamente el voltaje más cercano. Por ejemplo, si su cargador PD admite un máximo de 28V, entonces producirá 28V. (En el momento de la publicación, los cargadores PD3.1 del mercado solo parecen poder producir un máximo de 28V).
Si necesita entrada de 28V a través de la interfaz TypeC, además de que el cargador sea compatible con PD3.1 28V, también necesita que su cable de datos tenga un chip E-mark y sea compatible con el protocolo PD3.1 ERP28V.
Nota: Los tres puertos de entrada no se pueden usar simultáneamente, ¡los puertos de entrada están en paralelo!
Demostración en video: https://www.bilibili.com/video/BV1fS411P7Cp/
¡El enlace de descarga de recursos está al final del artículo!
La corriente máxima de diseño de este módulo es de 20A, pero en las pruebas reales solo puede alcanzar alrededor de 18A, y a 18A la caída de voltaje ya es bastante notable!
El trabajo es mediocre, expertos por favor no critiquen. Si creen que hay algo que se pueda mejorar, pueden dejar sugerencias en la sección de comentarios. Bienvenido el intercambio amistoso.
Enlace de código abierto de la plataforma de código abierto de Lichee: https://oshwhub.com/zeruns/eg1151-da-gong-lv-tong-bu-zheng-liu-sheng-jiang-ya-mo-kuai-zhi-chi-typec-pd-kuai-chong-shu-ru
Grupo QQ de intercambio de tecnología electrónica/microcontrolador: 2169025065
Introducción a EG1151
EG1151 es un chip de gestión de energía DC-DC tipo buck-boost de cuatro interruptores. Integra internamente fuente de referencia, oscilador, amplificador de error, protección de limitación de corriente, protección contra cortocircuitos, controlador de puente medio y otras funciones. Puede adoptar estrategias de control correspondientes según la relación específica entre los voltajes de entrada y salida y diferentes condiciones de carga. Proporciona una salida de voltaje estable en todo el rango de fluctuación del voltaje de entrada. Es muy adecuado para aplicaciones de amplio rango de voltaje y gran corriente que requieren elevación/reducción de voltaje, especialmente en casos donde el voltaje de alimentación de la batería no es constante, y también admite carga de baterías de almacenamiento.
Características:
- Amplio rango de voltaje de entrada: 7V-150V
- Alta eficiencia, hasta 95%
- Protección de baja tensión
- Protección contra sobrecalentamiento
- Compatible con carga de baterías de almacenamiento
- Protección contra cortocircuito de salida
- Forma de empaque: QFN32
Fotos del producto real
La carcasa es una carcasa de aluminio comprada en Taobao, y las tapas frontal y trasera fueron diseñadas por mí y luego impresas en 3D. Los modelos 3D de la carcasa y las tapas también están en los recursos.
Técnicas de soldadura de chips
El chip EG1151 tiene un empaque QFN32, y el chip FS312BH tiene un empaque DFN2X2-6L. Ambos empaques son muy pequeños y difíciles de soldar, requieren algo de técnica.
Al soldar estos dos empaques, si su PCB es de proceso de oro sumergido, primero debe estañar las almohadillas. Si es de proceso de estañado, estañe los pines del chip. Tenga en cuenta que es mejor usar soldadura de temperatura media-baja (si usa soldadura de alta temperatura es difícil de soldar). No ponga demasiado estaño en la almohadilla central, solo un poco, de lo contrario levantará el chip y los pines circundantes no harán contacto. Si pone demasiado, limpie el soldador y lentamente absorba el estaño, o use una malla desoldadora. Después de estañar, aplique un poco de flujo de soldadura en la almohadilla, coloque el chip encima, luego colóquelo en una placa calefactora o use un soplete de aire caliente. Cuando el estaño se funda, use pinzas para mover ligeramente el chip. Si se auto-alinea, está bien. Después de enfriar, verifique si hay puentes de soldadura. Si los hay, use el soldador para procesarlos.
Pruebas
Entrada de 24V usando la interfaz XT60, la interfaz de salida XT60 conectada a un multímetro y carga electrónica.
Entrada usando interfaz TypeC, conectada a un cargador PD3.1 de 140W de Coolmate, puede ver que se engañó exitosamente a 28V.
Puede producir un máximo de 63V.
Imagen térmica del módulo después de 10 minutos de salida de 10A de corriente. La temperatura del MOS está alrededor de 100 grados. La resistencia de contacto del fusible y el portafusibles puede ser un poco grande, por lo que el fusible también genera bastante calor:
Equipos de prueba utilizados:
- Multímetro de 6.5 dígitos HP 34401A: https://blog.zeruns.com/archives/772.html
- Fuente de alimentación ajustable controlada por CNC Ruideng RD6012P: https://blog.zeruns.com/archives/740.html
- Osciloscopio Rigol DHO914S: https://blog.zeruns.com/archives/764.html
- Carga electrónica Juwei: https://s.click.taobao.com/EdLEpkt
- Evaluación de cámara térmica Uliide UTi261M: https://blog.zeruns.com/archives/798.html
Prueba de eficiencia de conversión
La eficiencia máxima obtenida en las pruebas es del 96.869%.
Los datos de prueba son los siguientes:
| Voltaje de entrada (V) | Corriente de entrada (A) | Potencia de entrada (W) | Voltaje de salida (V) | Corriente de salida (A) | Potencia de salida (W) | Eficiencia de conversión (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 36.000 | 6.932 | 249.552 | 48.194 | 4.996 | 240.777 | 96.484 |
| 60.000 | 6.264 | 375.840 | 35.669 | 9.995 | 356.512 | 94.857 |
| 48.000 | 9.434 | 452.832 | 28.841 | 14.993 | 432.413 | 95.491 |
| 60.000 | 5.941 | 356.460 | 18.430 | 17.988 | 331.519 | 93.003 |
| 60.000 | 4.270 | 256.200 | 12.129 | 18.990 | 230.330 | 89.902 |
| 12.001 | 10.913 | 130.967 | 24.003 | 5.002 | 120.063 | 91.674 |
| 25.000 | 9.915 | 247.875 | 23.749 | 10.008 | 237.680 | 95.887 |
| 12.004 | 9.889 | 118.708 | 36.068 | 3.002 | 108.276 | 91.213 |
| 12.004 | 2.291 | 27.501 | 5.070 | 5.000 | 25.350 | 92.178 |
| 12.004 | 9.130 | 109.597 | 10.116 | 10.013 | 101.292 | 92.422 |
| 48.000 | 7.812 | 374.976 | 36.188 | 10.005 | 362.061 | 96.556 |
| 48.000 | 8.658 | 415.584 | 50.315 | 8.001 | 402.570 | 96.869 |
Prueba de ondulación
El valor pico a pico de ondulación en salida de 12V sin carga es de aproximadamente 32mV:
El valor pico a pico de ondulación en salida de 12V 10A sin carga es de aproximadamente 191mV:
El valor pico a pico de ondulación en salida de 12V 15A es de aproximadamente 277mV:
El valor pico a pico de ondulación en salida de 36V sin carga es de aproximadamente 51mV:
El valor pico a pico de ondulación en salida de 36V 3A es de aproximadamente 292mV:
El valor pico a pico de ondulación en salida de 60V sin carga es de aproximadamente 114mV:
El valor pico a pico de ondulación en salida de 60V 3A es de aproximadamente 708mV:
Esquema
Circuito de potencia principal:
Circuito de engaño PD y fuente de alimentación auxiliar:
PCB
Capa superior:
Capa interna 1:
Capa interna 2:
Capa inferior:
Direcciones de compra de componentes
La mayoría de los componentes utilizados en este proyecto se pueden comprar aquí:- Muestra de resistencias y condensadores 0603: https://s.click.taobao.com/SXT7pkt
- Conector USB Type-C hembra 16P: https://s.click.taobao.com/vjLRskt
- Chip EG1151: https://s.click.taobao.com/le3gAkt
- Chip EG1192L: https://s.click.taobao.com/pG2gAkt
- Transistor MOS CJAC80SN10: https://s.click.taobao.com/aPsWWlt
- Conector XT60PW: https://s.click.taobao.com/6jZ7pkt
- Inductor de cinta plana PQ2918 47μH: https://s.click.taobao.com/RDuLHkt
- Inductor de anillo magnético horizontal 68μH 20A: https://s.click.taobao.com/8JHHcjt
- Carcasa de aluminio: https://s.click.taobao.com/fYK0zbt
Se recomienda comprar componentes en LCSC: https://activity.szlcsc.com/invite/D03E5B9CEAAE70A4.html
En la tabla de materiales del enlace de código abierto de LCSC, haz clic en “Comprar ahora en LCSC” para importar todos los componentes necesarios al carrito de compras con un solo clic.
Dirección de descarga de recursos
Los siguientes enlaces de descarga contienen: proyecto LCSC EDA, archivo PDF de esquemático, hojas de datos de varios chips utilizados, archivos de modelo 3D de carcasa.
Enlace de descarga de Baidu Netdisk: https://pan.baidu.com/s/1gNl48K25p6Pr3gi9lsyMAg?pwd=tmsv Código de extracción: tmsv
Enlace de descarga de 123 Cloud Disk: https://www.123pan.com/s/2Y9Djv-r3tvH.html Código de extracción: 0cGK
Si te resulta útil, puedes entrar en el enlace de 123 Cloud Disk anterior para darme una propina. Si es un artículo de WeChat (cuenta pública: zeruns-gzh), también puedes hacer clic en “Me gusta al autor” en la parte inferior del artículo para darme una propina. Gracias.
Otros proyectos de código abierto recomendados- Creé un colector de energía trifásica de código abierto para monitorear fácilmente el consumo de electricidad del hogar: https://blog.zeruns.com/archives/771.html
- Plantilla de proyecto LVGL basada en STM32F407 (pantalla MSP3526), incluye versión FreeRTOS y versión bare-metal: https://blog.zeruns.com/archives/788.html
- Fuente de alimentación digital Buck-Boost de rectificación sincrónica basada en STM32 de código abierto: https://blog.zeruns.com/archives/791.html
- Módulo de fuente de alimentación DCDC ajustable de elevación/reducción automática LM25118: https://blog.zeruns.com/archives/727.html
- Módulo de elevación de rectificación sincrónica de alta potencia EG1164 de código abierto, eficiencia máxima del 97%: https://blog.zeruns.com/archives/730.html
- Nodo de monitoreo ambiental 4G basado en Hezhou Air700E (datos de temperatura, humedad, presión, etc.), cargado en la plataforma IoT de Alibaba Cloud a través de MQTT: https://blog.zeruns.com/archives/747.html
- Carga electrónica inteligente de código abierto basada en CH32V307, obra de concurso integrado de código abierto: https://blog.zeruns.com/archives/785.html
Lecturas recomendadas
- Recomendación de VPS/servidores en la nube baratos y con buena relación calidad-precio: https://blog.zeruns.com/archives/383.html
- Tutorial de servidor de Minecraft: https://blog.zeruns.com/tag/mc/
- ¡Construye un sitio de blog sin código! Tutorial súper detallado de construcción de blog personal: https://blog.zeruns.com/archives/783.html
- Tutorial de construcción de servidor de penetración de red interna, tutorial de construcción y uso de NPS: https://blog.zeruns.com/archives/741.html
- Prueba de rendimiento del servidor en la nube de alta defensa de gran ancho de banda Yunyun Ningbo 8272CL, ancho de banda máximo de 500 Mbps y disco en la nube de 1 TB: https://blog.zeruns.com/archives/789.html
- Prueba y desmontaje del cargador de 120W de 2,6 yuanes de Douyin Mall: https://blog.zeruns.com/archives/786.html