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本帖最后由 alszy 于 2023-6-24 10:34 编辑
上次把新三系上面的USB Type-C充电模块拆了下来，打算测量板子尺寸之后，自己重做一个板子。把原来的两个5V/3A Type-C口改造成双口PD快充。最近快充模块焊接并调试好了。
如果还没看过三系Type-C充电模块的拆解，可以看看我之前发的帖子：
宝马新三系后排Type-C充电模块拆解，准备升级成双口PD协议
左边做回来的板子，可以看到上面有奇怪的开槽，槽内壁镀铜。
这是为了切割开之后，可以让PCB边缘有铜，帮助导热的同时也能增强EMC效果。原厂PCB的侧面就是镀铜的。
右侧是切割之后的样子
切割之后的空板
可以看到板边缘有铜，并镀了锡。
如果让板厂帮忙做金属包边工艺，需要加很多钱。开金属化槽再自己切割的话，还符合PCB免费打样的工艺要求
板子焊接好之后的样子
反面
下面从输入到输出，来依次介绍做工和用料，下图是DC12V输入端子
由于本模块是在汽车上使用的，因此元器件都经过精挑细选，主要元器件采用车规级/工业级元件。
功率器件都特意选用了经过AEC-Q认证（车规级）的元器件
输入端的PTVS30VP1UTP,115瞬态抑制二极管(TVS)，击穿电压33.3V，用于避免后级元器件受到高压脉冲而损坏。
瞬态抑制二极管采用车规级产品，符合AEC-Q101标准
输入防反接MOSFET，采用SQJ463EP型号，是车规级产品
SQJ463EP的介绍
输入端第一级EMI滤波电感，采用线艺XEL6060-272，是车规级产品
XEL6060-272的介绍
输入端第二级EMI滤波电感，采用线艺XEL4030-102，是车规级产品
XEL4030-102的介绍
输入端滤波电容，采用松下的车规级电容EEHZK1V101XP，ESR小于35mΩ，性能非常好
车规级电容EEHZK1V101XP的介绍
详细参数如下
DC-DC芯片，可支持12V输入，3.3~21V/3A输出
由于本芯片是工程样品，还没有公开资料，因此图片里去掉了型号
第二路DC-DC芯片，用于第二个Type-C接口
DC-DC的功率电感采用了TDK的车规级产品SPM10065VT-4R7M，属于一体成型合金电感
SPM10065VT-4R7M的介绍
SPM10065VT-4R7M电感的侧面，引线采用点焊方式连接
VBUS输出端的5mΩ电流采样电阻，用于输出过流保护及PPS限流
上图中还有两个输出电容，采用松下的EEHZK1E151XP，也属于车规级产品，ESR小于30mΩ，性能非常好
Type-C输出端口
LED灯，用于充电接口的背光灯
LED是从PCB背面反贴的
Type-C输出端口的ESD保护元件
PD主控芯片
Type-C输出端口的ESD保护元件。
下方是LED恒流驱动芯片PSSI2021SAY
PSSI2021SAY的介绍
板号，制作日期23年第20周
名字
其它陶瓷电容器，采用工业级或车规级型号，下图是工业级的输入电容
村田的陶瓷电容，可用于汽车的信息娱乐设备
PCB侧面，金属包边
PCB侧面2
这张图可以看出PCB层数是4层（从切面看，中间还有两层铜箔）
PCB侧面对比，上方是自己画的板子，下方是宝马原车的板子
PCB侧面对比2
给PD协议芯片烧写固件，单口最大功率45W，双口总功率54W（共享）。
开始测试PD功率分配功能。
只插Type-C2口，输出功率45W，支持PD3.0协议
只插Type-C1口，输出功率45W，支持PD3.0协议
先插Type-C1口，并申请15W PD（上方的PD诱骗器）；接下来插Type-C2口，PD芯片自动将剩下的39W功率分配给Type-C2口（下方的PD诱骗器）
先插Type-C1口，并申请27W PD；接下来插Type-C2口，PD芯片自动将剩下的27W功率分配给Type-C2口
先插Type-C1口，并申请45W PD；接下来插Type-C2口，PD芯片将按照39W/15W分配给两个Type-C口
将输入电压调到11V，模拟汽车蓄电池欠压的情况
PD芯片进行了降功率，按照15W/15W分配给两个Type-C口
给笔记本电脑充电，电脑申请了45W，实际充电功率27W（因为电池快充满了）
给小米13 Ultra充电，实际充电功率23W
给三星A53充电，实际充电功率19W
给笔记本电脑和三星A53充电，PD芯片自动按照电脑39W，手机15W进行分配
三系原厂的充电模块还带有铝合金外壳，先测试不装外壳的温度。
使用裸板进行发热量测试，双口分别输出39W和15W时，DC-DC芯片温度为92℃
双口分别输出39W和15W时，背面的输入防反接MOSFET温度为88℃
装上原厂的铝合金外壳，双口分别输出39W和15W时的外壳温度最高为53℃。
由于金属的发射率较低，使用热成像测试时需要用记号笔涂黑待测的地方，图中的三个热点是记号笔涂过的，没涂的 地方测出来温度偏低。
铝合金外壳背面的最高温度为50℃。
装到车上进行测试，没启动发动机时，给手机充电的功率也能达到27W
启动发动机，在启动时充电模块不会断电
充电模块上的橙色背光灯亮了（外面还需要装个外壳，外壳上面有导光板，测试时忘带外壳了，所以灯光看着比较奇怪）
充电功率没有太大变化。由于手机的相机一直打开着，手机发热之后充电电流降低了
最后放两张DIY的板子和宝马原厂板子的对比。
左边DIY，右边宝马原厂（原厂的Type-C输出只有15W）
左边DIY，右边宝马原厂，你更喜欢哪个的做工和用料呢
附上Gerber文件、渲染图、BOM表供参考。
也可从链接里下载：https://pan.baidu.com/s/13zxiHuLbFyuk7-gv1ONEOw
提取码：dupd
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雷达卡
发表于 2023-6-24 01:26:31
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千斤顶
发表于 2023-6-24 03:02:17
，一般人搞不来
