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标题: 制作一个南芯SC3057方案的氮化镓电源并说说踩过的坑 [打印本页]

作者: adminismk 时间: 2024-8-26 17:12
标题: 制作一个南芯SC3057方案的氮化镓电源并说说踩过的坑
本帖最后由 adminismk 于 2024-8-28 08:47 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！！！

立创开源社区：南芯SC3057氮化镓电源

时隔几个月，我又来玩玩开关电源了，虽然方案是常见的反激，但是南芯的这颗SC3057芯片坑太多了
不注意还真的是很容易栽坑了，为啥那么说呢，其主要是它内部增加了一个boost控制器
而且这个控制器是真的离大谱，一个好端端的反激电源搞什么乱七八糟的玩意进去，芯片又贵又难调试
做这个芯片方案，已经打了三次板子，废了5个芯片，一个芯片五块多
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真的很不清楚芯片设计是咋想的，你既然想提高芯片VDD的范围，
那为什么不增加芯片的VDD引脚耐压，反而把boost集成进去
第一个板子就是没有注意到电感，导致上电之后烧芯片了，
检查一通才发现漏了个电感，而且这个芯片还特容易把光耦引脚给损坏
引脚布局不是很合理，引脚又密，对焊接也不好，
为了在那么小的板子上走通，我把RCS检流电阻上的RC滤波网络给删了
还把RNTC电阻也给删了，只能靠内部温度保护了，而且这个芯片保护做的不好，
光耦引脚，FB反馈引脚用示波器探头测几次就击穿了
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第三个坑就是启动问题，VDD启动的电容一定要按照它推荐的来，
我使用的是2.2uF 50V，用25V的它就启动不起来
SW引脚的那个boost电感电容也是，手册上指明了VDD最大工作电流是1.6mA，
只能选择0805的电感封装，电感值是22uH
推测启动不起来的问题的MLCC电容的直流降额导致电容量下降，在高电压下容量不足，
但是这又有个问题，它正常启动电压是15V，按理说使用25V2.2uF的电容应该是能满足要求的，
但实际上它一直重启，无法工作
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后面发现是SW的供电会倒灌给VDD引脚，如果SW引脚的电压不恒定，
它就处于重启状态，还是那个滤波电容的问题
就这个启动问题坑的太狠了，而且你直接供电给VDD引脚，芯片是不工作的，必须要供SW引脚才能正常启动
这个芯片只有一个优点，那就是内置的氮化镓功率管内置只有165mΩ，常温下裸板跑120W很轻松
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原理图如下：
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跟东科DK065G不同的是TL431的补偿网络参数改了，如果直接套用东科的补偿网络参数，
会导致SW2303的启动出现问题，导致的后果就是SW2303上电之后无法启动，不能正常工作，
将其修改为10nF与100K之后，SW2303工作稳定
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这里为了兼容我之前打样的变压器，所以增加了一个串联稳压电路，这个变压器的反馈绕组电压能达到60V
这个南芯的SC3057的供电电压范围不能满足要求，满载情况下可能会导致芯片烧毁
接下来是数据实测，这个芯片的轻载情况很离谱，效率直接超100%了5V测试，电流是1-3A
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9V测试，电流是1-3A
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12V测试，电流是1-3A
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15V测试，电流是1-3A
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20V测试，电流是1-3.25A
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测试数据汇总：
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我对5V1A的效率存疑，但是重启了仪器测得数据不变
两小时的满载压力测试：
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得益于低内阻，可以看到芯片的温度不是很高

作者: 石墨 时间: 2024-8-26 17:22
厉害

楼主手搓氮化镓

作者: wfzdm 时间: 2024-8-26 17:25
手搓氮化镓电源牛的

作者: 520llf 时间: 2024-8-26 18:14
高手，有文化有技术，羡慕

作者: 猪小呆 时间: 2024-8-26 18:21
厉害，那个变压器是自己绕的吗？

作者: xjmar 时间: 2024-8-26 18:42
厉害了，5V的效率超过100％了。

作者: 石墨 时间: 2024-8-26 19:13

xjmar 发表于 2024-8-26 18:42
厉害了，5V的效率超过100％了。

能量都多出来了

作者: lostzf 时间: 2024-8-26 22:34
细致讲解，谢泽分享了

作者: adminismk 时间: 2024-8-27 01:01

猪小呆发表于 2024-8-26 18:21
厉害，那个变压器是自己绕的吗？

之前打样的，通用之前的变压器

作者: icespirit 时间: 2024-8-27 06:57
一看就知道是国产芯片的杰作，首先我支持国产芯片的发展，但是目前看来非常失望，因为很多所谓的国产芯片厂家大部分靠抄袭进口芯片方案，有些所谓的原创即在抄袭的基础上进行小改或画蛇添足，还有些甚至干脆靠换壳，其引脚定义完全适用于进口芯片，遇到这种换壳的个人认为还是比较友好的，换句话说就是没能力就抄那是可以理解，或者说为了赚钱，但是不要改，很多芯片引脚都是和方案已经一一定义好了的，最讨厌的就是一些厂家以为自己聪明，举个栗子，进口的1脚为SW输出，而国产的为5脚，那么我在布线的时候走线要绕180度，关键还不是绕这180度，如果这样绕了就会和电感或电阻形成干扰，最终导致EMI奇高或者不稳定。最讨厌这种做法

作者: 沧浪氵 时间: 2024-8-27 07:19
楼主这是要干倒厂商

现在大功率小体积的电源满功率运行总担心高温会爆

作者: cooleaf 时间: 2024-8-27 07:59
楼主手搓氮化镓，厉害呀！！

作者: 人艰不拆了 时间: 2024-8-27 08:23
楼主厉害呀！！

作者: adminismk 时间: 2024-8-27 08:41

icespirit 发表于 2024-8-27 06:57
一看就知道是国产芯片的杰作，首先我支持国产芯片的发展，但是目前看来非常失望，因为很多所谓的国产芯片厂 ...

确实，最好是做成pin to pin的最好，这样子简单替换多好啊，方便省事

作者: sunnyquan 时间: 2024-8-27 08:54
个人搞算是大项目了，调试测试很花功夫，而且220V输入危险性也高，佩服楼主！

作者: 752312522 时间: 2024-8-27 08:56
分享，进来学习一下，有收获，虽然看不懂全部

作者: wlhcq 时间: 2024-8-27 09:04
谢谢分享支持一下

作者: luowt369 时间: 2024-8-27 09:05
谢谢分享，完美避坑，哈哈哈

作者: joyfirex 时间: 2024-8-27 09:10
效率有超100%，这么厉害吗？测试设备有误差

作者: adminismk 时间: 2024-8-27 09:17

joyfirex 发表于 2024-8-27 09:10
效率有超100%，这么厉害吗？测试设备有误差

可能就是设备的误差吧，，但是我重启，自校准都过了，确实不知道哪里的问题

作者: x067 时间: 2024-8-27 09:18
搞不搞团购？搞的话我想来一个。

作者: qdmgw 时间: 2024-8-27 09:37
温度好高

作者: mapleft 时间: 2024-8-27 09:39
我有个疑问，我看电源工作时，芯片的温度是120°，这个温度下， IC的寿命有影响么？

能长时间工作吗?

作者: adminismk 时间: 2024-8-27 10:29

mapleft 发表于 2024-8-27 09:39
我有个疑问，我看电源工作时，芯片的温度是120°，这个温度下， IC的寿命有影响么？

能长时间工作吗?{:03 ...

没超过结温都可以稳定运行

作者: adminismk 时间: 2024-8-27 10:30

x067 发表于 2024-8-27 09:18
搞不搞团购？搞的话我想来一个。

不了，这玩意对安全有争议，我只开源PCB 与原理图，要做的需要自己去买

作者: mzwbs1970 时间: 2024-8-27 10:35
高手，有文化有技术

作者: 微醉 时间: 2024-8-27 10:39
近乎专业的产品了，我等只有围观的份了。

作者: avalger 时间: 2024-8-27 11:15
做一个需要花费好多精力

作者: yongshuo 时间: 2024-8-27 12:05
高变不好搞

作者: kkdkj 时间: 2024-8-27 12:43
厉害厉害，有理论有实践，牛！

作者: aping365 时间: 2024-8-27 13:19
不太明白转换效率如何能超过100%？

作者: adminismk 时间: 2024-8-27 14:00

aping365 发表于 2024-8-27 13:19
不太明白转换效率如何能超过100%？

可能是仪器误差吧，具体的原因找不到

作者: sccz123 时间: 2024-8-27 16:20
楼主高手，羡慕

作者: zhyf_01 时间: 2024-8-27 16:46
超100%，这么厉害吗？测试设备有误差

作者: cctv8139 时间: 2024-8-27 20:13
看有些网上个个赶英超美的

作者: 龙井问茶 时间: 2024-8-27 20:14
有人能解释一下氮化镓有啥优点

作者: sadfun 时间: 2024-8-27 20:24

龙井问茶发表于 2024-8-27 20:14
有人能解释一下氮化镓有啥优点

你可以理解为，高能量密度

作者: heju 时间: 2024-8-27 22:22
楼主的设计、制作、测试都很厉害。

作者: feetprint 时间: 2024-8-27 22:43
手搓氮化镓电源牛

作者: luck9806 时间: 2024-8-28 02:44
学习了此IC转换效率不错呀

作者: boheaaa 时间: 2024-8-28 09:33
充电佬开始自行自作了，为啥不整个PD3.1的功率大的

作者: lcy960 时间: 2024-8-28 10:31
手搓氮化镓电源

作者: ww911 时间: 2024-8-28 14:14
厉害了，手搓开关电源啊

作者: feitian227 时间: 2024-8-28 16:02
官方规格书怎么就一页啊？看来还是真的挺垃圾的。

作者: adminismk 时间: 2024-8-28 16:54

feitian227 发表于 2024-8-28 16:02
官方规格书怎么就一页啊？看来还是真的挺垃圾的。

这是我在必应找的规格书，很全，我补充一下到附件里面

作者: fqazwsx12 时间: 2024-8-29 00:11
好资料，即使不做，学习下总是好的

作者: fqazwsx12 时间: 2024-8-29 00:12
很好的资料，即使不做，学一学也是好的

作者: mingsuixin 时间: 2024-8-29 01:09
很有技术含量，像这种设计开关电源，最重要的就是要完全了解芯片的性能手册

作者: yhky 时间: 2024-8-29 08:39
说到芯片VDD启动问题，这个电路的二极管和芯片漏电流可能影响芯片启动，另外电容容量太大也可能造成无法启动，建议选用容量稍大一个等级的MLCC电容，二极管用漏电流小的快恢复管

作者: adminismk 时间: 2024-8-29 09:13

yhky 发表于 2024-8-29 08:39
说到芯片VDD启动问题，这个电路的二极管和芯片漏电流可能影响芯片启动，另外电容容量太大也可能造成无法启 ...

已经排除了稳压管的关系，使用高耐压的mlcc电容即可正常启动

作者: 孤云feng 时间: 2024-8-29 16:19
效率超100%?永动机

作者: xuguangqi08 时间: 2024-8-30 09:38

icespirit 发表于 2024-8-27 06:57
一看就知道是国产芯片的杰作，首先我支持国产芯片的发展，但是目前看来非常失望，因为很多所谓的国产芯片厂 ...

可不嘛！漂亮主子连蛋画家都无法批量呢！！哪来的抄袭一说！！你这个说法网上都辟谣了，还在这说呢！！

作者: 313984184 时间: 2024-8-30 14:21
很好，很喜欢。

作者: 1759944652 时间: 2024-8-31 20:26
学习学习一下，有些复杂了点

作者: 15638375819 时间: 2024-8-31 23:33
给个大赞。

作者: suggp 时间: 2024-9-1 21:12
来学习学习技术

作者: peccht 时间: 2024-9-2 11:19
现在搞开关电源的职位工资可是很高的。

作者: coverme 时间: 2024-9-2 15:30
11楼一吐为快

作者: toppers 时间: 2024-9-2 20:46
这是芯片上没加散热，贴一个是不是温度会低不少

作者: adminismk 时间: 2024-9-3 09:13

toppers 发表于 2024-9-2 20:46
这是芯片上没加散热，贴一个是不是温度会低不少

主要是靠板层散热的，这个氮化镓管的内阻很小，只有0.16欧，发热量相对低很多

作者: meilili 时间: 2024-9-3 15:08
手工不错搓氮化镓厉害

作者: xiaopang 时间: 2024-9-3 20:27
楼主堪比专业。

作者: wwmm 时间: 2024-9-3 22:16
手搓氮化镓电源牛的，马克一下。

作者: imhs 时间: 2024-9-4 07:18
楼主这综合指标干倒厂商了

作者: zzywcq 时间: 2024-9-6 12:22
自产自销，安全可靠。

作者: 15638375819 时间: 2024-9-6 13:49
很专业，学习了，

作者: mayuanfu 时间: 2024-9-6 13:53
支持一下，这种贴子必须打上来

作者: 亚历山大 时间: 2024-9-10 20:13
mos驱动直接用于氮化镓行不？

作者: adminismk 时间: 2024-9-11 09:02

亚历山大发表于 2024-9-10 20:13
mos驱动直接用于氮化镓行不？

可以的需要注意驱动的电平，氮化镓管的驱动电平一般比传统的mos低一半，但是一些氮化镓是可以直接替换的，驱动电平与传统mos一样，具体需要看手册上的参数

作者: leozhangjian 时间: 2024-9-11 15:04
氮化镓是大势所趋！！！

作者: danqrs 时间: 2024-9-11 16:59
一看就是自学的。。。可以找厂家要DEMO板，多瞅瞅为啥这么整。。。

作者: adminismk 时间: 2024-9-11 17:41

danqrs 发表于 2024-9-11 16:59
一看就是自学的。。。可以找厂家要DEMO板，多瞅瞅为啥这么整。。。

个人开发者，厂商都不鸟你的，我能有什么办法

作者: tomyluo 时间: 2024-11-2 21:32
估计内置BOOST的作用是可以把芯片辅助供电的最低电压向下降低，辅助供电绕组可以少几圈，在最低电压也可以工作，因此辅助绕组输出的最高电压也可以降低。如果没有BOOST功能，那么考虑到最低电压就要把辅助绕组多绕几圈，辅助绕组输出的最高电压就会较高，需要芯片中线性降压（损耗较大），这种设计应该就不需要线性降压了，减少了损耗，多抠出来一点点效率？

作者: 极地的星空 时间: 2024-11-19 00:53
会不会爆炸？

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