SC8703 칩 기반의 벅-부스트(Buck-Boost) 승강압 DC/DC 전원 모듈을 오픈소스로 공개합니다. 입력 전압 최대 36V, 입력/출력 전류 최대 10A, 스위칭 주파수 600kHz, 출력 전압 조절 가능, 출력 전류는 정전류(CC) 조절 가능, 최대 변환 효율 95%, 입력/출력 인터페이스는 XT30, Type-C 포트 탑재, PD 고속 충전 입력 지원, 최대 28V까지 유도 가능.
설계 사양
| 항목 | 값 |
|---|---|
| 입력 전압 범위 | 2.7V ~ 36V |
| 출력 전압 범위 | 1.21V ~ 36V |
| 최대 입력/출력 전류 | 10A |
| 출력 정전류 조절 범위 | 0.58A ~ 10A |
| 스위칭 주파수 | 600kHz |
| PCB 크기 | 79.6 x 47 mm |
벅-부스트 전원 제어기 칩은 SC8703이며, 고속 충전 프로토콜 칩은 CH224Q입니다.
재제작 안내
- 본 프로젝트는 KiCAD로 설계되었습니다. 릭창(LCSC) 오픈소스 플랫폼의 EDA 프로젝트는 KiCAD 파일에서 가져온 것이므로 약간의 문제가 있을 수 있습니다. 재제작 시에는 제가 제공하는 Gerber 파일을 사용해 PCB를 제작하시기를 권장합니다.
- 프로젝트는 Gitee, 릭창 오픈하드웨어 플랫폼, 화추(Huaqiu) 오픈하드웨어 커뮤니티에 공개되어 있으며, 관련 자료 및 링크는 본문 하단에 있습니다. 제공 자료에는 KiCAD 프로젝트 파일, Gerber 제판 파일, 상세 BOM 표(부품 구매 링크 및 가격 포함), 상층 및 하층 통합 스텐실 파일, 실장 실선도, 상호작용형 BOM 표(납땜 보조용), 사용된 칩의 데이터시트, PCBA 및 외함 3D 모델 등이 포함됩니다.
- 외함은 타오바오에서 구매한 완제품 알루미늄 케이스이며, 구매 링크는 BOM 표에 기재되어 있습니다. 전면 및 후면 패널은 직접 3D 프린팅한 것으로, 3D 프린팅용 3mf 모델 파일은 자료에 포함되어 있습니다.
- MOSFET은 서멀 패드(실리콘 젤 패드)를 통해 외함과 접촉하여 열을 방출해야 합니다!
- 방열 없이 사용 시, 권장 작업 전류는 5A 이하입니다!
- Type-C 입력과 XT30 입력 인터페이스는 병렬로 연결되어 있으므로 동시에 사용하지 마십시오!
소량 부품 비용은 약 30위안/세트(기판 및 외함 미포함)이며, 주요 비용은 SC8703 칩으로, 개당 약 9위안입니다.
프로젝트 동영상 데모: https://www.bilibili.com/video/BV1mMfPBzEXH/
전자/마이크로컨트롤러 기술 교류 QQ 그룹: 2169025065
eeClub - 전자 엔지니어 커뮤니티: https://bbs.eeclub.top/
실물 사진
납땜 과정
제가 제공하는 스텐실 파일을 사용해 타오바오에서 10x10 크기의 스텐실을 제작하면 약 15위안입니다. 이후 3D 프린터로 납 페이스트 도포용 클램프를 제작하여 스텐실과 PCB를 정확히 고정한 후 납 페이스트를 도포합니다. 그 후 상호작용형 BOM 표를 참고하여 부품을 정확히 배치하고, 히팅 플레이트나 리플로우 오븐에 올려 납땜을 완료합니다. 하층 부품을 먼저 실장한 후 상층 부품을 실장하는 것을 권장합니다.
테스트
전원 인가 테스트: 입력 12V, 출력 24V, 무부하 소비 전력 약 0.37W.
Type-C 입력 테스트: 65W PD 충전기 사용, 20V 유도 성공.
변환 효율 테스트
睿登(Ruideng) RD6012P 디지털 제어 전원 간단 개봉 리뷰: https://blog.zeruns.com/archives/740.html
측정된 최대 변환 효율: 95.45%
| 입력 전압(V) | 입력 전류(A) | 입력 전력(W) | 출력 전압(V) | 출력 전류(A) | 출력 전력(W) | 변환 효율(%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 드라이브 파형
입력측(Buck 부분) 상단 MOSFET 게이트-그라운드 파형: 스위칭 주파수 607kHz, 주기 약 1.65μs, 밀러 플랫폼 지속 시간 약 20ns, 정상이며 드라이브 파형이 깨끗하고 리드진동(ringing) 없음, 과충전(overshoot) 매우 작음.
출력측(Boost 부분) 상단 MOSFET 게이트-그라운드 파형: 스위칭 주파수 607kHz, 주기 약 1.65μs, MOSFET 켜질 때 과충전 및 리드진동 발생. 드라이브 라우팅이 부적절하기 때문으로 추정됩니다.
리플 테스트
프원(RIGOL) DHO914S 오실로스코프 간단 개봉 리뷰: https://blog.zeruns.com/archives/764.html
입력 12V, 출력 24V 무부하 시, 리플 피크-피크 약 60mV 측정.
입력 12V, 출력 24V/2A 부하 시, 리플 피크-피크 약 200mV 측정.
입력 24V, 출력 5V 무부하 시, 리플 피크-피크 약 16mV 측정.
입력 24V, 출력 5V/2A 부하 시, 리플 피크-피크 약 35mV 측정.
발열 상태 열화상 이미지
방열 없이 입력 36V, 출력 24V/9.5A 조건에서 MOSFET 온도는 5초 만에 100℃ 이상으로 상승합니다. 아래쪽 열화상 이미지:
정면 열화상 이미지, SC8703 칩 온도 70℃ 이상.
알루미늄 외함 장착 후 열화상 이미지. 알루미늄 표면 반사로 인해 측정에 방해되지 않도록 중앙에 테이프를 부착했습니다. MOSFET이 접촉하는 면의 최고 온도는 약 53℃입니다.
자료 다운로드 링크
제공 자료: KiCAD 프로젝트 파일, Gerber 제판 파일, 상세 BOM 표(부품 구매 링크 및 가격 포함), 상층 및 하층 통합 스텐실 파일, 실장 실선도, 상호작용형 BOM 표(납땜 보조용), 사용된 칩의 데이터시트, PCBA 및 외함 3D 모델 등
- Gitee 오픈소스 주소: https://gitee.com/zeruns/sc8703_-buck-boost
- Github 오픈소스 주소: https://github.com/zeruns/sc8703_-buck-boost
- 릭창 오픈소스 플랫폼 주소: https://oshwhub.com/zeruns/sc8703_buck-boost
- 화추 오픈소스 플랫폼 주소: https://p.eda.cn/d-1341729185952956416
- 123클라우드 드라이브 다운로드 주소: https://www.123865.com/s/2Y9Djv-I9ddH
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