【开源】基于SC8703的升降压DCDC可调电源(Buck-Boost),电压电流可调,支持PD快充输入

开源一个基于SC8703芯片的Buck-Boost升降压DC/DC电源模块,输入电压最高36V,输入输出电流最高10A,开关频率600kHz,输出电压可调,输出电流恒流可调,最高转换效率95%,输入输出接口XT30,带TypeC口,支持PD快充输入,最高诱骗28V。


设计参数

参数项
输入电压范围 2.7V ~ 36V
输出电压范围 1.21V ~ 36V
最大输入/输出电流 10A
输出恒流可调范围 0.58A ~ 10A
开关频率 600kHz
PCB尺寸 79.6 x 47 mm

Buck-Boost电源控制器芯片是SC8703,快充协议芯片是CH224Q。


复刻说明

  1. 本项目使用KICAD设计的,立创开源平台上的立创EDA项目为从KICAD工程文件导入的,所以会有点问题,复刻的建议直接用我提供的Gerber文件下单PCB。
  2. 项目开源在 Gitee、立创开源硬件平台、华秋开源硬件社区,项目资料和开源平台链接在文章底部,提供的资料有 KICAD项目文件、Gerber制板文件、详细BOM表(表里有元器件购买地址和价格)、顶层和底层拼一起的钢网文件、贴片丝印图、交互式BOM表(焊接辅助)、用到的芯片的数据手册文件、PCBA和外壳3D模型 等。
  3. 外壳是某宝购买的成品铝合金外壳,购买链接已放BOM表,外壳的前后面板是自己3D打印的,3D打印的3mf模型文件在资料里。
  4. MOS管需通过散热硅胶垫与外壳接触导热!
  5. 裸板不加散热时建议工作电流在5A以内!
  6. Type-C口输入XT30输入接口是并联的,禁止同时使用!

小批量的元器件成本大概是30元/套(不含PCB、外壳),主要还是SC8703芯片贵,要9元左右每颗。

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实物图片


焊接过程

用我提供的钢网文件去某宝打个10x10的钢网大概15元,然后自己3D打印一个刷锡膏的夹具,把钢网和PCB固定并对好位置,刷上锡膏,接着对照着交互式BOM表放好元器件,接着放上加热台或回流焊炉即可,建议先贴底层再贴顶层。






测试

通电测试,输入12V,输出24V,空载功耗0.37瓦左右。

TypeC输入测试,使用65W的PD充电头,诱骗出20V。

转换效率测试

睿登RD6012P数控可调电源简单开箱评测:https://blog.zeruns.com/archives/740.html

测得最高转换效率95.45%

输入电压(V) 输入电流(A) 输入功率(W) 输出电压(V) 输出电流(A) 输出功率(W) 转换效率(%)
35.999 0.752 27.071 24.130 1.000 24.130 89.14%
35.999 6.699 241.157 23.954 9.600 229.955 95.35%
5.000 9.063 45.315 24.028 1.500 36.042 79.54%
5.000 8.520 42.600 12.054 3.000 36.162 84.89%
12.000 4.382 52.584 5.230 9.000 47.070 89.51%
11.999 8.753 105.027 24.048 4.000 96.192 91.59%
5.000 9.803 49.015 19.990 2.000 39.980 81.57%
5.000 5.063 25.315 21.116 1.000 21.116 83.41%
11.999 6.705 80.453 35.477 2.000 70.954 88.19%
35.999 3.459 124.521 11.998 9.510 114.097 91.63%
35.999 1.839 66.202 12.023 5.000 60.116 90.81%
35.999 9.288 334.359 35.460 9.000 319.141 95.45%

MOS驱动波形

输入侧(Buck部分)MOS上管栅极对地波形,开关频率607kHz,周期1.65微秒左右,米勒平台持续时间20nS左右,正常,驱动波形比较干净,没有振铃,过冲很小。

输出侧(Boost部分)MOS上管栅极对地波形,开关频率607kHz,周期1.65微秒左右,MOS开启时存在过冲和振铃,应该是驱动走线不合理的问题。

纹波测试

普源(RIGOL) DHO914S示波器 简单开箱评测:https://blog.zeruns.com/archives/764.html

输入12V,输出24V空载时,测得纹波峰峰值60mV左右。

输入12V,输出24V/2A时,测得纹波峰峰值200mV左右。

输入24V,输出5V空载时,测得纹波峰峰值16mV左右。

输入24V,输出5V/2A时,测得纹波峰峰值35mV左右。

发热情况热成像

不加任何散热,输入36V,输出24V/9.5A时MOS管温度5秒升到100℃以上。底面热成像图如下。

正面热成像图,SC8703芯片温度70度以上。

装上铝合金外壳后的热成像图,由于铝合金有点反光,避免影响测量结果所以在中间贴了个胶布,测得MOS管接触的那一面最高温度53℃左右。


资料下载地址

提供的资料有 KICAD项目文件、Gerber制板文件、详细BOM表(表里有元器件购买地址和价格)、顶层和底层拼一起的钢网文件、贴片丝印图、交互式BOM表(焊接辅助)、用到的芯片的数据手册文件、PCBA和外壳3D模型 等。


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2 个赞

不错的项目 :+1:

很厉害精简的项目,感谢作者大大的分享,有一个问题想请教一下作者大大,原理图CH224Q芯片设置的是诱骗电压28V,为什么测试的时候诱骗出的是20V

最高诱骗28V,不是一定能诱骗出28V,这个得看充电器是否支持,一般来说100w/65w的PD充电器最高输出电压是20V,
另外140w的充电器分两种,一种是魔改PD协议实现20V7A,另一种是标准的PD协议28V5A

1 个赞

好的好的,嗯嗯,明白了感谢您

请教一下大佬,原理图里面 R11 R12是负载,空载测试的时候志,这两个电阻是不焊吗

这是LED的限流电阻,你不要电源指示灯可以不焊

嗯嗯,好的,还有一个不太理解的地方,就是负载要加在哪里呢,VOUT输出直接接负载吗

对啊Vout输出就可以接负载了啊,xt30的接口你可以转接成其他的

好滴,明白了

作者大大,为什么用PD充电口供电,基本没有电流呢,输入部分电压正常为20V,输出为24V,不是博主测试显示的电压输出12V

看图片输入有0.04A电流,这不叫没电流,这是空载电流,你输出没有接任何负载,甚至连输出端子都是空着没焊!

这个设计输出电压是可以调的,调那个电位器。

你有没有学过电路基础,知不知道什么是DCDC电源,电源用来做什么?