制作一个南芯SC3057方案的氮化镓电源并说说踩过的坑

adminismk · 发表于 2024-8-26 17:12:46

本帖最后由 adminismk 于 2024-8-28 08:47 编辑

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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

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

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

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

原理图如下：

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

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

9V测试，电流是1-3A

12V测试，电流是1-3A

15V测试，电流是1-3A

20V测试，电流是1-3.25A

测试数据汇总：

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：

得益于低内阻，可以看到芯片的温度不是很高

石墨 · 发表于 2024-8-26 17:22:56

厉害

楼主手搓氮化镓

wfzdm · 发表于 2024-8-26 17:25:42

手搓氮化镓电源牛的

shengyin854 · 发表于 2024-8-26 18:11:59

谢谢分享支持一下

520llf · 发表于 2024-8-26 18:14:45

高手，有文化有技术，羡慕

猪小呆 · 发表于 2024-8-26 18:21:11

厉害，那个变压器是自己绕的吗？

xjmar · 发表于 2024-8-26 18:42:10

厉害了，5V的效率超过100％了。

石墨 · 发表于 2024-8-26 19:13:01

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

lostzf · 发表于 2024-8-26 22:34:36

细致讲解，谢泽分享了

adminismk · 发表于 2024-8-27 01:01:50

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

icespirit · 发表于 2024-8-27 06:57:17

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