SC8703チップをベースとしたBuck-Boost昇降圧DC/DC電源モジュールをオープンソース化。入力電圧最大36V、入出力電流最大10A、スイッチング周波数600kHz、出力電圧可変、出力電流定電流可変、最大変換効率95%、入出力インターフェースはXT30、Type-Cポート搭載、PD急速充電入力対応、最大28Vまで誘導可能。
設計パラメータ
| パラメータ | 値 |
|---|---|
| 入力電圧範囲 | 2.7V ～ 36V |
| 出力電圧範囲 | 1.21V ～ 36V |
| 最大入力/出力電流 | 10A |
| 出力定電流可変範囲 | 0.58A ～ 10A |
| スイッチング周波数 | 600kHz |
| PCBサイズ | 79.6 x 47 mm |
Buck-Boost電源コントローラチップはSC8703、急速充電プロトコルチップはCH224Q。
複製に関する説明
- 本プロジェクトはKICADで設計されています。立創オープンハードウェアプラットフォーム上の立創EDAプロジェクトはKICADのプロジェクトファイルからインポートされたものであり、若干の問題がある可能性があります。複製する際は、提供するGerberファイルを使って直接PCBを発注することを推奨します。
- プロジェクトはGitee、立創オープンハードウェアプラットフォーム、華秋オープンハードウェアコミュニティでオープンソース化されています。プロジェクト資料およびオープンソースプラットフォームへのリンクは記事の最後に記載されています。提供される資料には KICADプロジェクトファイル、Gerber製版ファイル、詳細なBOM表（部品の購入先と価格付き）、トップ層とボトム層を統合したステンシルファイル、実装用シルクスクリーン図、インタラクティブBOM表（実装支援用）、使用するチップのデータシート、PCBAおよび外装の3Dモデル などが含まれます。
- 外装は淘宝（タオバオ）で購入した既製のアルミニウム合金ケースです。購入リンクはBOM表に記載されています。前面および背面パネルは自作の3Dプリント製で、3Dプリント用の3mfモデルファイルも資料に含まれています。
- MOSFETは放熱用シリコングリスパッドを介してケースに接触し、放熱する必要があります！
- 放熱対策なしの裸基板では、動作電流を5A以下にすることを推奨します！
- Type-C入力とXT30入力は並列接続されていますが、同時使用は禁止です！
小ロットの部品コストは約30元/セット（PCBおよび外装を除く）です。主にSC8703チップが高価で、1個あたり約9元します。
本プロジェクトの動画デモ： https://www.bilibili.com/video/BV1mMfPBzEXH/
電子/マイコン技術交流QQグループ： 2169025065
eeClub - 電子エンジニアコミュニティ: https://bbs.eeclub.top/
実物写真
実装プロセス
提供するステンシルファイルを使って淘宝で10x10cmのステンシルを製作（約15元）。次に3Dプリントでペースト印刷用の治具を作成し、ステンシルとPCBを固定して位置合わせを行い、はんだペーストを塗布します。その後、インタラクティブBOM表を参照しながら部品を配置し、加熱プレートまたはリフロー炉に入れます。まずボトム層、次にトップ層を実装することを推奨します。
テスト
通電テスト。入力12V、出力24V、無負荷時の消費電力は約0.37W。
Type-C入力テスト。65WのPD充電アダプタを使用し、20Vまで誘導。
変換効率テスト
睿登RD6012P 数値制御可変電源の簡単な開封レビュー：https://blog.zeruns.com/archives/740.html
最高変換効率は95.45%を記録
| 入力電圧(V) | 入力電流(A) | 入力電力(W) | 出力電圧(V) | 出力電流(A) | 出力電力(W) | 変換効率(%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 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ドライブ波形
入力側（Buck部）のMOS上部トランジスタのゲート-グランド間波形。スイッチング周波数は607kHz、周期は約1.65μs、ミラー・プラトー期間は約20nS。正常で、ドライブ波形はクリーン、リンギングなし、オーバーシュートも小さい。
出力側（Boost部）のMOS上部トランジスタのゲート-グランド間波形。スイッチング周波数は607kHz、周期は約1.65μs。MOSの立ち上がり時にオーバーシュートとリンギングが見られる。これはドライブ配線が不適切な可能性がある。
リップルテスト
RIGOL DHO914Sオシロスコープの簡単な開封レビュー：https://blog.zeruns.com/archives/764.html
入力12V、出力24V（無負荷）時、リップルのピークtoピーク値は約60mV。
入力12V、出力24V/2A時、リップルのピークtoピーク値は約200mV。
入力24V、出力5V（無負荷）時、リップルのピークtoピーク値は約16mV。
入力24V、出力5V/2A時、リップルのピークtoピーク値は約35mV。
発熱状況のサーモグラフィ
放熱対策なしで、入力36V、出力24V/9.5A時、MOSFETの温度は5秒で100℃以上に上昇。底面のサーモグラフィは以下の通り。
表面のサーモグラフィ。SC8703チップの温度は70℃以上。
アルミ合金ケースを装着後のサーモグラフィ。アルミがやや反射するため、測定結果への影響を避けるため中央にテープを貼っています。MOSFETが接触する面の最高温度は約53℃。
資料ダウンロード先
提供される資料には KICADプロジェクトファイル、Gerber製版ファイル、詳細なBOM表（部品の購入先と価格付き）、トップ層とボトム層を統合したステンシルファイル、実装用シルクスクリーン図、インタラクティブBOM表（実装支援用）、使用するチップのデータシート、PCBAおよび外装の3Dモデル などが含まれます。
- Giteeオープンソースアドレス：https://gitee.com/zeruns/sc8703_-buck-boost
- Githubオープンソースアドレス：https://github.com/zeruns/sc8703_-buck-boost
- 立創オープンハードウェアプラットフォーム：https://oshwhub.com/zeruns/sc8703_buck-boost
- 華秋オープンハードウェアプラットフォーム：https://p.eda.cn/d-1341729185952956416
- 123クラウドディスクダウンロードアドレス：https://www.123865.com/s/2Y9Djv-I9ddH
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