供电中心V4：多路降压24W多协议USB-A口充电子板-IP6505T

原同学 · 发表于 2021-12-9 23:24:01

前言：供电中心是基于小区经常无故停电的情况提出的计划，目前由于PD协议的普及，现有V3版本已经不能满足设备充电需要，因此重新设计子板，更换系统总电源，并更改总线电压为24V。
可以说供电中心V4计划，相比前三版的修修补补来说，是完全的新建。

供电中心V4的子板共计划如下设计5种：
1 LM5176（PD100W）
2 LM3150（5V8A40W）*2
3 IP6505T（24W）*3
4 SW3526（PD65W）+LM25116（20V3.25A65W）
5 PL5501*2（PD65W）

本期制作的是3号子板。

3D仿真图：

本期使用芯片简介：
IP6505T 是一款集成同步开关的降压转换器，内置功率 MOS，输入电压范围是 4.5V到 32V，输出电压范围是 3V 到 12V，最大能提供24W 的输出功率，能够根据识别到的快充协议自动调整输出电压和电流，典型输出电压和电流有：4V@ 3.6A，5V@3.4A，7V@3A，9V@2.5A，12V@2A。
IP6505T 的降压转换效率高至 97%，输出具有 CV/CC 特性，当输出电流小于设定值，输出 CV 模式，输出电压恒定；当输出电流大于设定值，输出 CC 模式，输出电压降低。
IP6505T 的输出电压带有线补功能，输出电流增大后会相应提高输出电压，用以补偿连接线阻抗引起的电压下降。
IP6505T 具有软启动功能，可以防止启动时的冲击电流影响输入电源的稳定。
IP6505T 集成各种快充协议，可以通过 DP/DM来自动识别输出端接入设备所支持的快充协议，然后自动调整输出电压和电流。
IP6505T 有多种保护功能，具有输入过压、欠压保护，输出过流、过压、欠压、短路保护等功能。

总而言之，车充IC，12V、24V输入通吃，集成了不少A口快充协议。
但是：
1 不支持VOOC（IP6505T-Pro支持）
2 集成的SCP协议遭到较新版本“哇为”手机的封杀

支持的快充协议列表：
- BC1.2、Apple、三星协议（5V）
- 高通 QC2.0 和 QC3.0（认证编号：4788120153-2）
- MTK PE1.1/PE2.0
- 华为快充协议 FCP
- 华为快充协议 SCP（新设备被封杀，功率小）
- 三星快充协议 AFC
- 展讯快充协议 SFCP

原理图：（三路相同，只放一路）

C5、C6：输入MLCC滤波电容
C7：输入固态滤波电容
R2、C3：SW节点阻尼电路，吸收尖峰，提高EMC性能
C4：Bootstrap自举电容。用于NMOS上管驱动
C1：输出MLCC滤波电容
C2：输出铝电解滤波电容
R1：输出放电电阻
可以看到外围还是比较简化的，这款芯片集成度非常高。

于是，
立创EDA启动.png
然后提交JLC打样（在此感谢JLC提供的免费PCB打样服务）

几天后板子回来了：

老规矩，点锡膏：

贴上贴片元件：

预热加热台：（5V8A子板在旁边出镜）
然后放上板子，用镊子轻推元件对位。

说实话我个人感觉这次布板子全放在正面有两大好处：
1 焊接方便，加热台一分钟就搞定
2 不必考虑背面元器件在堆叠时与下方子板冲突

然后烙铁修理一下连锡，再焊上直插件：

上电测试，24V时静态电流6mA。（比60mA的5V8A子板好多了，可能那个板子我还调教的不到位）
来测一波快充协议：

充个移动电源看看：

纹波有点太大了，高达120mV，改天再并几个mlcc看看效果。
完工。

近期事务繁忙，暂时不再更新供电中心V4系列，不出意外下一个子板是双SW3526（LM25116降压20V笔记本输出临时取消，计划单独分一板）。