自制东科DK065G氮化镓充电头

自制东科DK065G氮化镓充电头

本帖最后由 adminismk 于 2024-2-28 11:43 编辑

警告: 开关电源制作危险性较大,本设计所有参数均未经过验算,

本人不对本设计中任何电路、参数、公式的正确性做出保证。

复刻或参考本作品需要您自行承担所有可能的风险。

请确保你是一个具有完全能力的责任人!!!

RT,之前的那个充电器成本感觉还是高了点,现在成本更低的方案来了。

主控是东科的DK065G,次级同步整流管是东科的DK5V100R10S。主控单价2.88元,整流管单价1.65元。

感谢国产品牌!!!东科的方案更加的简单,成本更低。PD协议芯片也换成了智融的SW2303。

本期着重与数据测试,方案会简单的说一说,不会深入讲解。。。

以上是PCB的细节图,尺寸与之前那个高密度的分立小板氮化镓电源一样的。外壳也会兼容。

原理图:

一个是DK065G的数据手册,一个是设计指导案例。一个是原理图,一个是变压器承认书。

gerber文件在这:

之前我选择茂睿芯而不选择东科,其主要原因是其VCC供电范围过窄,不适合大范围的调压输出,

还需要额外增加一个串联稳压电路进去,增加了电路复杂程度。现在画出来之后,我依然感觉是多此一举。

好在东科的新的芯片已经支持宽范围的电压输入了。再也不会为了这个而烦恼了。。

使用的稳压管是12V的,封装是SOD323封装,NPN管是150V耐压的。

为了降低稳压电路的发热量,我将R14从4.7K换成了20K,温升下降了很多。

要是没有这部分电路,肯定会更加的简洁,而不是在这浪费空间。

由于存在前沿消隐电路,使其的电流检测与MK2697不同,所需的电阻变大了一点。

我已经测试好了过功率与过过流保护,按图纸使用即可,这个管子推荐功率是65W,

如果是散热好的情况下。单颗管子可以跑120W的,这时需要强制风冷了,不会分分钟保护了。

根据东科的手册,可以看出其过压保护电路是靠VS引脚反馈的,其过压点为3.6V。

我根据要求在其输出20V时,过压保护点设计为3.6V,保证电路不会出现过压的情况。

其VS引脚一般情况下不需要积分电容,如果是做成一个小的功率板,建议预留一个调整反馈。

VS引脚加了电容会使其工作在DCM模式,,非必要不要加!!!

这个芯片设计了高压启动引脚,可以像NCP1342那样子不需要串接启动电阻。

使其电路简单。方便设计。但是我希望跟SW引脚互换一下,方便我走线。。

这个版本的电源,我使用了东科自家的次级同步整流管,型号是DK5V100R10S,封装是SM-7。

该管子可以直接替换传统的肖特基管,进一步降低压降。最主要是这个管子单价仅1.65元。

如果使用外挂芯片的方案,例如茂睿芯的MK1808,单价就0.8元了,换成LP35116P也要0.7元。

而一个CJAC80SN10的MOS管,100V80A的参数,单价都要2.4元一个了,

成本高下立判。但是我做了兼容设计,可以使用之前的电路,。

之前的那个IP2723TS_CF需要跟BOM配单商家沟通才能买到,但这个SW2303属于是烂大街的。

某宝随便一家店铺都可以买的到,也不存在芯片有那么多乱七八糟尾缀的情况,不容易买错。

但是这个芯片也是有点小毛病的,那就是电流检测的问题。在其无程序的情况下,电流检测是不工作的。

哪怕是通过PSET设置了功率限制也不会动作,过流了也不会主动关断Vbus管,容易导致安全问题。

但是这个芯片容易买到,现在只能依靠于东科的过流保护电路了。

或者说换回之前的那个IP2723TS_CF的尾插小板。

这两个小板的接口是兼容的,可以互换。

TL431反馈电路那我也没有动,可以完全使用之前的电路。

好了,该说的都说完了,下面是数据实测的环节。

这次我不使用隔离变压器,而是换做高压电源配合麦科信的高压差分探头,

有效的过滤共模干扰。可以说是鸟枪换炮了,也更方便的统计测试数据。

(以下的纹波测试均未开启示波器的20MHz带宽限制)

5V1A的测试数据,,蓝色的是变压器的初级线圈波形。黄色的输出纹波。

5V2A的测试数据

5V3A的测试数据

9V1A的测试数据

9V2A的测试数据

9V3A的测试数据

12V1A的测试数据

12V2A的测试数据

12V3A的测试数据

15V1A的测试数据

15V2A的测试数据

15V3A的测试数据

但是不知道为什么输出的纹波会抖个不停,难不成是QR导通在第一个谷底的影响?

又或者是反馈环路的影响???在5V输出的时候,纹波已经超了技术要求了。

看来这个环路还是有点不稳定,还需要去仔细的微调一下才行。

20V1A的测试数据

20V2A的测试数据

20V3A的测试数据

20V3.4A(65W满载)的测试数据

测试数据汇总:

2小时老化测试后温度情况。广东室内气温20度。

测试工具:海康威视H21PRO+微距镜头。

这个电阻是R14,串联稳压限流电阻。东科的DK065G功率管温度还不错,没有破百。

DK5V100R10S的温度已经破百了,但是更热的还是RC吸收电路的电阻。

为了方便测试我是贴了LP35116P的,它也是在工作的。

变压器温升情况,工作温度还算理想。

补充内容 (2024-4-30 16:07):

该项目已经在立创开源:https://oshwhub.com/adminismk/dong-ke-fang-an-yan-zheng-ban

东科, DK065G, 氮化镓, 快充头, SW2303

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