关于制作一个18W全兼容快充移动电源的方法分析介绍

描述

随着智能手机的普及,这年头出门不带一个移动电源心里好没安全感。在手机急着充电的时刻,突然发现自己的移动电源跟手机不兼容,或者充电速度巨慢,估计整个人要崩溃。这时候要是有一个兼容各种手机且充电速度快的移动电源,分分钟解决你的困境。今天咱们就来讨论一下关于18W全兼容快充移动电源方案。

18W全兼容快充移动电源方案基于移动电源SOC芯片EDP3010+EDP3012,由芯片厂商易能微电子出品。

EDP3010+EDP3012全兼容下列快充协议:QC/PE/AFC/FCP/SCP/VOOC。

快充移动电源方案用一颗芯片完成了DC-DC升降压和快充协议,方案集成度高,外围原件少,热效率非常优秀,18W时最低效率超过90%.元件温度低于70℃。支持BC1.2、DCP、QC2.0/3.0、PE1.0、AFC、FCP、SCP、VOOC、Apple 2.4A输入输出双向快充协议。测试了市场上100多款几乎囊括了所有快充协议的手机,兼容性几乎做到100%.具有完善的电池充放电管理,独立的锂电保护电路,支持过压/欠压,过流,反向电流,短路,高低温保护等功能。安全性高,可靠性好,生产简单,是当前市场上快充协议最全,兼容性最好的快充移动电源方案。

应用范围

EDP3010:多串PD快充移动电源、车充、适配器

EDP3012:快充移动电源、快充车充、智能排插

1BOM物料清单

EDP3010+EDP3012(AAC)物料清单
No. 名称 规格 位号 用量
1 主控芯片 EDP3010 QFN48 U1 1
2 主控芯片 EDP3012 QFN32 U2 1
3 贴片电阻 0.01R 1%1206 R11 R13 2
4 0R 5%0603 R15 0
5 100R 5%0603 R34 1
6 1K 5%0603 R18 R35 2
7 10K 5%0603 R1 R12 R19 R32 4
8 33K 5%0603 R7 1
9 100K 5%0603 R2 R5 R9 R14 4
10 330K 5%0603 R4 1
11 1M 5%0603 R3 R6 2
12 10K NTC NTC1 1
13   0.1uF/50V 10%0603 C1 C2 C6 C7 C10 C17 6
14 2.2uF/16V 10%0603 C11 C13 C16 3
15 10uF/25V 10%0805 C12 C14 C15 C18 4
16 10uF/25V 10%0805 C19 0
17 22uF/25V 10%0805 C3 C4 C9 3
18 电解电容 220uF/25V 10% C5 1
19 电感 3.3uH L1 1
20 MOS管 DTS2319 SOT-23 Q1 Q4 Q9 Q10 4
21 FS8205 SOT-23-6 Q3 1
22 TDM3526 DFN3.3*3.3 Q5 Q8 2
23 FS8205 TSSOP8 Q16 Q17 Q18 Q19 4
24 三极管 NPN 8050 SOT-23 Q2 Q11 2
25 电量指示灯 LED 0603 LED1 LED2 LED3 LED4 4
26 快充指示灯 LED 0603 LED5 1
27 USB-A母座 USB-A母座 OUT1 OUT2 2
28 USB-C母座 USB-C母座 J1 1
29 按键 SW SW1 1
30 电池接口 Power BAT-2.54 BAT-BAT+ 2
31 锂保芯片 DW01 SOT-23-6 U3 1

2电路图

智能手机

3功能描述

1) 接口协议及功率

智能手机

2)操作UI

插入适配器首次上电激活锂电保护电路,系统上电,随后进入充电状态。若适配器支持快充则执行快充握手后协调输入电流.并根据电池的电压进行涓流,恒流和恒压充电,LED灯闪烁显示电池电量;恒压充电阶段充电电流小到一定程度后确认电池充满,关闭充电;若电池充满电后未拔出电源,电池电压降到回充电压点后重新进入充电;充电状态拔出电源后,系统进入待机.充电状态不响应输出口负载插入,也不响应按键。

待机状态插入手机或短按按键进入放电状态.若此时有手机插入且支持快充的话则执行快充握手后协调输出电压,LED显示电池电量.负载电流小到一定程度后确认手机充满电,延时一段时间后关闭输出,进入待机.输出时长按按键则关闭输出进入待机.输出状态时插入电源转入充电状态.当发生过压,欠压,过流,短路,等异常时,立即关机.当高低温过温后也关机,温度恢复到正常后重新工作

4PCB设计

1.IC下面需敷铜散热(IC衬底要连接到PGND),散热面积尽量大,衬底焊盘打通孔到PCB底层,并适当露铜皮增强散热。

2.LDO18脚的10uF电容要靠近芯片管脚;AGND用单点接连的方式回到PGND。

3.采样电阻CSP,CSN端Layout应遵循如下规则:

a)CSP,CSN走线要尽量避开干扰源器件比如电感,环路MOS,Vout等;

b)CSP,CSN走线尽量在同一层,减少打孔的情况;

c)CSP,CSN两条线都必须靠近采样电阻,从采样电阻两端平行走线接入芯片且尽量靠近芯片;采样电阻到芯片端之间的连线不得过电流.同样原理CSN也是不可以直接和PGND相连。

智能手机

智能手机

智能手机

4.大电流通路(升降压环路部分电路:BAT–电感–MOS--VOUT):尽量走在同一层,而且尽量粗短,同时地的面积也尽量增大且要完整.这样可以增加散热,减小纹波并降低EMC干扰.

5.USB口外壳不可以直接接GND.因为某些USB线负极是与外壳相连的,而采样电阻是需要接在接口负极与GND中间,若两者相连则相当于采样电阻短路了.

6.为保证散热,EMC等性能最佳,推荐使用四层板

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