从无到有DIY一款高效率MPPT自动升降压模块

开心果1 · 发表于 2022-9-13 22:53:28

上次做启动电源后就下决心弄一款好用且高效的自动升降压模块，某宝找了找，比较经济实惠的是LTC3780EG的自动升降压模块，但是那个芯片太贵，并且没有MPPT功能，明显不符合我要求，后来无意间发现了还有一款凌力尔特公司的LT8705，并且资料相对较多，制作难度较小，所以就锁定了这款芯片，原本以为会一帆风顺，但是没想到设计周期达到两个月之久，改版4次才最终定下来。先上成品展示一下

芯片PDF里有典型应用电路，此模块基本是参考这个电路来的，只是参数有调整

板子采用双面板，MOS装反面，可以装散热器，以对应大功率场合

打样，焊接一气呵成
电容采用直插电解电容，低ESR，降低发热，可以提高效率。

在此之前已经踩过坑了，贴片电容ESR较高，即使多个并联高频状态下，发热依然很大，不能长时间工作

纯手工绕制电感，1.0漆包线，双线并绕,增大电流

一次做两个，留一个备用

测试电感量偏大，又拆了3圈，最终22uh，Q值达到245说明磁环还不错

另一个电感21mH

MOS采用AOT286L，原本打算用IRF1010的，但是IRF1010反向传输电容CRss比较高，内阻也大，诸多因素导致效率基本只能维持在88％
装上MOS管，涂上导热硅脂，垫上云母片

上电测试，输入电压10V，输出设定14V，强制连续模式，空载电流35mA

因为电源最大输出只有5A，用最大电流来测试。输入功率50W

负载电流3.3A，输入电压因为线损的原因，电子负载显示电压只剩13.77V了，实际模块输出还是14V

电子负载显示功率45.468w，实际负载功率14V*3.3A=46.2W 升压效率46.2/50*100%=92.4%（如果除开输入线损，效率会更高）

降压模式输入20V，功率73W

负载电流5A，输入电压因为线损的原因，电子负载显示电压只剩13.64V了，实际模块输出还是14V

电子负载显示功率68.127w，实际负载功率14V*5A=70W 降压效率70/73*100%≈95.9%

MPPT电压固定6.5V，低于6.5V会进入最大功率追踪状态。此时电源进入恒流模式了，输入总功率33W

模块就会按比例调整输出功率，使之工作在最大功率状态

空载输出纹波356mv

动态测试，高负载3A低负载1A。纹波548mV，因为是给超级电容充电，这个大点无所谓

至此基本达到设计要求，升压模式电流3.3A半个小时模块只是微温，下一步就是利用起来，做个应急启动电源：
https://www.mydigit.cn/thread-361637-1-1.html

cogae · 发表于 2022-9-13 23:08:06

动手能力不错

toppers · 发表于 2022-9-13 23:29:31

LZ各种仪表齐全

lifjt · 发表于 2022-9-13 23:32:46

二极管用MOS会不会效率更高一些。

开心果1 · 发表于 2022-9-13 23:39:07

toppers 发表于 2022-9-13 23:29
LZ各种仪表齐全

这只是一部分，还有很多，挣点钱全都花这上面了

开心果1 · 发表于 2022-9-13 23:40:03

lifjt 发表于 2022-9-13 23:32
二极管用MOS会不会效率更高一些。

这里的二极管只是再MOS死区时开通一下，并不是续流的二极管，对效率没影响

jiangqing · 发表于 2022-9-13 23:50:19

好东西，最近一直在用BQ24650，这个更高级，不知道成本怎么样

lifjt · 发表于 2022-9-14 00:13:38

开心果1 发表于 2022-9-13 23:40
这里的二极管只是再MOS死区时开通一下，并不是续流的二极管，对效率没影响 ...

典型应用电感是2.2U，你这个是22U，改得有点多，有啥影响没?

lifjt · 发表于 2022-9-14 00:19:20

jiangqing 发表于 2022-9-13 23:50
好东西，最近一直在用BQ24650，这个更高级，不知道成本怎么样

我也是用的BQ24650，始终觉得它有点发热，效率应该不会太高，感觉差点意思。

yhgwork · 发表于 2022-9-14 01:33:48

LT8705也不便宜

开心果1 · 发表于 2022-9-14 01:39:06

jiangqing 发表于 2022-9-13 23:50
好东西，最近一直在用BQ24650，这个更高级，不知道成本怎么样

LT8705拆机的20一片，PCB 4元一片，铁铝硅磁环2元一个，MOS 0.8元一只，电阻电容乱七八糟的买了一堆，大概一个模块成本不到50

开心果1 · 发表于 2022-9-14 01:41:22

lifjt 发表于 2022-9-14 00:13
典型应用电感是2.2U，你这个是22U，改得有点多，有啥影响没?

所有参数都是重新计算过的，电感量受输入电压范围，输出电压范围，输入电流，输出电流，工作模式，工作频率等等，以及输出纹波，期望效率等因素决定，并不是唯一固定值

开心果1 · 发表于 2022-9-14 01:49:34

yhgwork 发表于 2022-9-14 01:33
LT8705也不便宜

8705功率大，并且功能丰富，拆机的20一片，价格还能接受

swirfe2022 · 发表于 2022-9-14 02:29:53

8705还是太贵了，升压用mps38892之类的，芯片2元左右。可以再搭一个buck，组合成生降压。

qrut · 发表于 2022-9-14 06:52:27

同步buck-boost，效率还不错，10k电桥有点差事儿，纹波大是用的电解不行，10k容量下降就很明显了，换好的高频电解纹波和效率还会再好一些～

tomyluo · 发表于 2022-9-14 08:39:07

这个是自动追踪mppt功率点吗？

开心果1 · 发表于 2022-9-14 09:03:40

qrut 发表于 2022-9-14 06:52
同步buck-boost，效率还不错，10k电桥有点差事儿，纹波大是用的电解不行，10k容量下降就很明显了，换好的高 ...

是的，都用固态电容会好很多，但是成本也高，毕竟只是给超级电容充电的，纹波大些问题倒也不大，电桥前年买的，100K的太贵，就选了个平民版的

开心果1 · 发表于 2022-9-14 09:04:08

tomyluo 发表于 2022-9-14 08:39
这个是自动追踪mppt功率点吗？

手动设置，自动追踪

开心果1 · 发表于 2022-9-14 09:05:58

swirfe2022 发表于 2022-9-14 02:29
8705还是太贵了，升压用mps38892之类的，芯片2元左右。可以再搭一个buck，组合成生降压。 ...

虽然是贵点，但是确实好用，效率也高

jiangqing · 发表于 2022-9-14 09:24:23

开心果1 发表于 2022-9-14 01:39
LT8705拆机的20一片，PCB 4元一片，铁铝硅磁环2元一个，MOS 0.8元一只，电阻电容乱七八糟的买了一堆，大 ...

LZ，出套件不，整套套件来玩玩看看

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