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【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。

本项目视频演示: https://www.bilibili.com/video/BV1mMfPBzEXH/

电子/单片机技术交流QQ群: 2169025065

eeClub-电子工程师社区: https://bbs.eeclub.top/


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(%)
35.9990.75227.07124.1301.00024.13089.14%
35.9996.699241.15723.9549.600229.95595.35%
5.0009.06345.31524.0281.50036.04279.54%
5.0008.52042.60012.0543.00036.16284.89%
12.0004.38252.5845.2309.00047.07089.51%
11.9998.753105.02724.0484.00096.19291.59%
5.0009.80349.01519.9902.00039.98081.57%
5.0005.06325.31521.1161.00021.11683.41%
11.9996.70580.45335.4772.00070.95488.19%
35.9993.459124.52111.9989.510114.09791.63%
35.9991.83966.20212.0235.00060.11690.81%
35.9999.288334.35935.4609.000319.14195.45%

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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