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原创 GaN 设计赛

氮化镓100W-C+C+A口LLC电源设计

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副总工程师
  • 2019-5-29 14:26:13
初步方案简介:
本次选择100W C+C+A方案来设计;设计将采PFC+LLC以及PD控制来进行设计;初步规划将采用模块化设计,
PFC和LLC控制为一个模块,PD为一个模块;体积尽量小,效率尽量高,功率密度尽量大。

规格参数:
输入电压:90-264Vac
输出功率:100W
输出电流:3Amax
相关保护:OCP、OVP、SCP

应用领域:AC-DC领域

目前正在规划设计,敬请期待!!

样品展示:



================================
第一版原理图
第一版PCB:

最终样机:



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  • 2019-5-29 14:26:39
 

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  • 2019-6-3 16:04:35
 

拓扑结构:EMI+PFC+LLC+PD
PCB尺寸:50*95mm
目前进度如上图所示,第一版PCB布局基本这样了,
初定用双面板来设计,实在不行了再上四层板;


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  • 2019-6-4 17:02:34
 

目前PCB进度如上图  明天再画画 第一版应该可以打样了
第一版先调试AC-DC部分,DC-DC部分先不加。
世纪电源网雪花
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超级版主
  • 2019-6-4 17:41:18
 
楼主进度很快呀,赞!
cmg
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  • 2019-6-10 11:10:17
 
加油!!
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副总工程师
  • 2019-6-11 16:36:05
 
第一版PCB已经画完了,准备打样。
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副总工程师
  • 2019-6-14 11:19:13
 

打样的PCB已经收到,准备调机。。。。
Liang7761
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  • 2019-6-15 22:01:15
 
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luck2013
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  • 2019-6-27 10:17:45
 
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  • 2019-7-9 16:49:48
 

最近一直在忙其他的,抽空贴好了贴片部分的元器件,
接下来就是插件的了,估计又要折腾1-2周时间了。
采用的恩智浦的方案,TEA19161+19162+1995。
至于能跑多高频率,以实际调试为准。
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副总工程师
  • 2019-7-17 15:04:56
 

插件方面也基本上焊接好了;
目前就差一个变压器了,绕好变压器就可以开始调机了;
敬请期待吧。。。
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副总工程师
  • 2019-7-17 15:08:28
 

准备采用两块PCB叠加设计,下面是AC-DC;上面是DC-DC,
至于中间可以采用PCB或者其他的东西进行隔离开来;
目前看到的是中间是A口,两边分别是C口;三路都是独立
的,互不影响,可以同时使用快充模式。

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  • 2019-8-18 22:42:48
 
看着好尴尬
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高级工程师
  • 2019-8-19 14:08:35
 
占个位学习下。。
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副总工程师
  • 2019-8-21 08:48:07
 

最近进行了上电调试,绕好变压器,直接上电。。。。
90VAC上电几秒后,突然BOOM的一声,吓死宝宝了。。。
赶紧关掉了输入,然后拿起板子观察,只见桌面有两个黑点,还有黑颗粒的残留物;
观察板子上,发现上半桥上管和主IC都炸开花了。。。
通过分析发现:是上管的供电搞错了。
如上图所示,上管的供电应该是自举供电才对,而错接为了共GND;
后来改为自举供电后,更换MOS和IC,顺利开机。
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副总工程师
  • 2019-8-21 08:58:31
 

这是输入230VAC,输出24V2.5A带载测试;
由于是第一版也是开机成功测试,还没有优化,所以效率相对还有提升;

直接干到4.2A,也就是输出100W。
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  • 2019-8-21 09:02:30
 

这是目前样机的照片,其中PFC电感和谐振电感都是采用磁环;
变压器采用PQ2020的骨架。


目前这个是第一版,可以看出有改动和飞线。
目前还没有测试相关波形,只是上电开机成功;
第二版已经打样,敬请期待。

gxzhanggong
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  • 2019-8-23 10:48:40
 
请问一下:PFC频率做到多少?LLC频率设计是多少?
gxzhanggong
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  • 2019-8-23 10:49:51
 
请问一下:PFC频率做到多少?LLC频率设计是多少?
世纪电源网-SUN
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lynn_ricky
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不错不错
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  • 2019-10-20 20:45:55
  • 倒数8
 





如上图所示是对PFC的测试;
其工作频率在120KHZ左右,其中紫色是电流波形,
蓝色是电压波形,黄色是开关波形。
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  • 2019-10-20 21:00:04
  • 倒数7
 

输出24V4.2A时的调试现场;



输出24V5A时的调试现场;

这是谐振波形;其中黄色为下管驱动波形;蓝色为
谐振电容电压波形;紫色为谐振电流波形;
从波形可以看出,其谐振频率基本在100KHZ左右;
由于时间关系以及芯片及器件等问题就没有再折腾
更高的频率了。






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  • 2019-10-20 21:09:26
  • 倒数6
 

这是输入115VAC测试。



这是输入115VAC测试。



这是最终谐振波形。




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  • 2019-10-20 21:18:26
  • 倒数5
 

成品测试,直接A口输出,在不带协议的情况下可以输出
5V3.3A这样,3.5A会过流保护;




A口的协议列表,包含目前大部分快充协议;



这是华为的SCP快充协议测试;



这是VOOC DASH快充协议测试;



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副总工程师
  • 2019-10-20 21:23:46
  • 倒数4
 

两个C口协议列表测试,包含目前大部分快充协议;


PD20V3.2A测试,实际这个IC支持PD20V5A输出,由于诱骗器限制,无法测试;
两个C口和A口都是独立的IC控制,所以快充都互不影响。
hky18
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本网技工
  • 2019-10-28 08:53:41
  • 倒数2
 
是你的C to C的线带不起5A的。要带EMARK芯片的线才能带到3A以上的电流
纳微半导体
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超级版主
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  • 2019-10-28 15:29:51
  • 倒数1
 
PFC 设计可以到200kHz(最低), 但支持芯片不多, 其中NCP1616/5 就可以。
万正芯源
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  • 2019-10-25 07:42:59
  • 倒数3
 
不错不错,只是你用镓为么不还把频搞高一点呢?
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