自制东科DK065G氮化镓充电头

adminismk · 发表于 2024-2-25 19:08:35

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本帖最后由 adminismk 于 2024-2-28 11:43 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！！！

RT，之前的那个充电器成本感觉还是高了点，现在成本更低的方案来了。
主控是东科的DK065G，次级同步整流管是东科的DK5V100R10S。主控单价2.88元，整流管单价1.65元。
感谢国产品牌！！！东科的方案更加的简单，成本更低。PD协议芯片也换成了智融的SW2303。
本期着重与数据测试，方案会简单的说一说，不会深入讲解。。。

以上是PCB的细节图，尺寸与之前那个高密度的分立小板氮化镓电源一样的。外壳也会兼容。

原理图：
Schematic_东科氮化镓电源_2024-02-25.png

DongKe-DK065G.pdf (1.1 MB, 下载次数: 9)

准谐振开关电源设计.pdf (1.24 MB, 下载次数: 21)

Schematic_东科氮化镓电源_2024-02-25.pdf (150.79 KB, 下载次数: 6)

ATQ23变压器承认书_带水印.pdf (190.08 KB, 下载次数: 13)
一个是DK065G的数据手册，一个是设计指导案例。一个是原理图，一个是变压器承认书。

gerber文件在这：

Gerber_东科氮化镓电源_东科DK065G电源底板_2024-02-25.zip (39.92 KB, 下载次数: 4)

Gerber_东科氮化镓电源_SW2303尾插小板_2024-02-25.zip (43.53 KB, 下载次数: 4)

Gerber_东科氮化镓电源_SW2303尾插小板_旧版_2024-02-25.zip (43.61 KB, 下载次数: 2)

之前我选择茂睿芯而不选择东科，其主要原因是其VCC供电范围过窄，不适合大范围的调压输出，
还需要额外增加一个串联稳压电路进去，增加了电路复杂程度。现在画出来之后，我依然感觉是多此一举。
好在东科的新的芯片已经支持宽范围的电压输入了。再也不会为了这个而烦恼了。。

使用的稳压管是12V的，封装是SOD323封装，NPN管是150V耐压的。
为了降低稳压电路的发热量，我将R14从4.7K换成了20K，温升下降了很多。
要是没有这部分电路，肯定会更加的简洁，而不是在这浪费空间。

由于存在前沿消隐电路，使其的电流检测与MK2697不同，所需的电阻变大了一点。
我已经测试好了过功率与过过流保护，按图纸使用即可，这个管子推荐功率是65W，
如果是散热好的情况下。单颗管子可以跑120W的，这时需要强制风冷了，不会分分钟保护了。

根据东科的手册，可以看出其过压保护电路是靠VS引脚反馈的，其过压点为3.6V。
我根据要求在其输出20V时，过压保护点设计为3.6V，保证电路不会出现过压的情况。
其VS引脚一般情况下不需要积分电容，如果是做成一个小的功率板，建议预留一个调整反馈。
VS引脚加了电容会使其工作在DCM模式，，非必要不要加！！！

这个芯片设计了高压启动引脚，可以像NCP1342那样子不需要串接启动电阻。
使其电路简单。方便设计。但是我希望跟SW引脚互换一下，方便我走线。。

这个版本的电源，我使用了东科自家的次级同步整流管，型号是DK5V100R10S，封装是SM-7。
该管子可以直接替换传统的肖特基管，进一步降低压降。最主要是这个管子单价仅1.65元。
如果使用外挂芯片的方案，例如茂睿芯的MK1808，单价就0.8元了，换成LP35116P也要0.7元。
而一个CJAC80SN10的MOS管，100V80A的参数，单价都要2.4元一个了，
成本高下立判。但是我做了兼容设计，可以使用之前的电路，。

之前的那个IP2723TS_CF需要跟BOM配单商家沟通才能买到，但这个SW2303属于是烂大街的。
某宝随便一家店铺都可以买的到，也不存在芯片有那么多乱七八糟尾缀的情况，不容易买错。
但是这个芯片也是有点小毛病的，那就是电流检测的问题。在其无程序的情况下，电流检测是不工作的。
哪怕是通过PSET设置了功率限制也不会动作，过流了也不会主动关断Vbus管，容易导致安全问题。
但是这个芯片容易买到，现在只能依靠于东科的过流保护电路了。
或者说换回之前的那个IP2723TS_CF的尾插小板。
这两个小板的接口是兼容的，可以互换。
TL431反馈电路那我也没有动，可以完全使用之前的电路。
好了，该说的都说完了，下面是数据实测的环节。

这次我不使用隔离变压器，而是换做高压电源配合麦科信的高压差分探头，
有效的过滤共模干扰。可以说是鸟枪换炮了，也更方便的统计测试数据。
（以下的纹波测试均未开启示波器的20MHz带宽限制）

5V1A的测试数据，，蓝色的是变压器的初级线圈波形。黄色的输出纹波。
新建文件1.png