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原创 【你还不知道吗】第九期·技术经验分享原创大赛开始啦!

5V12A目标效率90%,超薄6口USB快充+QC3.0

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z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-6 22:57:31
准备做个60W功率6口USB+ QC3.0快充的多口充电器,这个规格论坛上以前有前辈做过,但后面都没有下文了,借助此次《第九期.技术经验分享原创大赛》机会跟大家共同交流学习一下,知识有限,错误之处还请大家多多斧正。
        基本指标:
        输入电压:90~265Vac 47/63Hz
        输出电压:5V +/-2%
        输出总电流:12A(额定功率)
        最高效率点:>91%
        PCB板上高度:18mm(MAX)
        待机功耗:<75mW
        保护功能:输入欠压、输出过压、输出过流、输出短路
        USB端口:6 USB
        单口输出最大限制电流:2.9A
        QC3.0端口:实现QC3.0快充,3.6V-12V,以200mV步进,功率18W MAX)
        认证标准:3C、CE、FCC、UL60950


        暂定产品方案:
        主控: 微盟 ME8206        同步:微盟 ME8415
        限流:微盟 ME1501
        变压器:POT3016
        高压MOS:微盟 MEM12N65                    
        同步MOS:AOT2142
        QC3.0模块:SC8701

目前进度:PCB Layout已完成,传导整改中,敬请关注。

T51.jpg


z443233785
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  • 2018-5-7 14:45:53
 
原理图出来了,原理图有三张,这是第一张,主回路:
SMT-1.png
z443233785
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  • 2018-5-7 14:49:18
 
这是第二张原理图: Protel Schematic.png



z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-7 14:49:49
 
第三张原理图:
1SMT3.png
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-7 14:51:03
 
主板PCB Layout图,共有六张,大家不要眨眼

顶层走线

顶层走线

底层走线

底层走线

顶层丝印

顶层丝印

底层丝印

底层丝印

顶层走线+丝印

顶层走线+丝印

底层走线+丝印

底层走线+丝印

z443233785
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  • 2018-5-7 14:51:57
 
占楼放小板PCB Layout图
cyx7610
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  • 2018-5-7 17:47:52
 
关注中。
weixiu123
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  • 2018-6-11 21:25:39
 
关注一下  
舒行科
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  • 2018-8-4 09:16:16
 
两层Pcb板图,看着设计挺不错的。楼主可以设计一个自己用,用的好了申请专利。
w313840064
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本网技工
  • 2018-8-28 18:26:21
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USB识别是什么芯片
DIANYUAN1000
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  • 2018-5-11 08:53:23
 
楼主,桥的接地放错了符号吧
z443233785
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  • 2018-5-11 13:40:10
 
嘎嘎,确实放错了符号,我马上修正,谢谢你的提示
hwx-555
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  • 2018-5-7 16:35:17
 
6USB是否需要均流
z443233785
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  • 2018-5-7 17:09:43
 
每个USB端口都有设计限流芯片,每个USB端口都有2.4A的额定电流,外加识别芯片,会自动识别不同终端设备,这部分功能体现在第二张原理图里面
困惑
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  • 2018-5-8 10:40:05
 
这个限流识别芯片六个加起来损耗不小
z443233785
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  • 2018-5-8 11:20:05
 
效率以限流电路之前为准,也就是说测试主回路效率
z443233785
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  • 2018-5-8 10:36:49
 
原理图已经制作完毕,PCB Layout进行中。
困惑
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  • 2018-5-8 10:48:49
 
效率有点难度,期待楼主弄出来好给个指引
z443233785
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  • 2018-5-8 11:16:06
 
难度不是一般的大,主要还是在变压器上面下手,变压器次级打算先使用多股利兹线,初级采用三层绝缘线
cyx7610
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  • 2018-5-8 12:40:06
 
效率能做到91%吗?
z443233785
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  • 2018-5-8 13:03:21
 
可以的,请关注后续更新
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  • 2018-5-8 14:14:10
 
封装已经全部做好,可以开工了
99QQ截图20180508141232.png
困惑
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  • 2018-5-10 15:56:54
 
变压器是个大头,再搞个高压coolmos
z443233785
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  • 2018-5-10 16:08:51
 
嗯,先用普通MOS干上先,因为COOLMOS辐射方面不好整
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-8 14:25:13
 
由于变压器分布电容问题,考虑到传导,输入端使用这种扁平共模电感,因为差模分量比较大,有利于衰减差模干拢。
88QQ图片20180508142426.jpg
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-8 17:30:25
 
排板弄的差不多了,板子有点挤,密密麻麻的
77QQ截图20180508144409.png
z443233785
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  • 2018-5-8 22:47:27
 
都没多少人关注啊,都没兴趣吗
ZWC317441532
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  • 2018-5-9 08:16:47
 
一直关注中!
z443233785
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  • 2018-5-9 09:40:40
 
谢谢,今天继续PCB Layout
hwx-555
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  • 2018-5-9 08:18:54
 
呵呵,做技术时一般都是比较孤独的
z443233785
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  • 2018-5-9 09:42:05
 
是啊,做技术也很累,做一个项目客户改了又改这种事情经常发生
舒行科
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副总工程师
  • 2018-7-26 21:47:43
 
做技术的的都是一样苦逼啊,累死累活替人打工。
ZWC317441532
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  • 2018-5-9 16:27:01
 
孤独就找个伴呀!
z443233785
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  • 2018-5-9 16:45:10
 
你给大家介绍几个
h8f10
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  • 2018-5-10 20:47:54
 
强关注
XIAOTU80
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  • 2018-8-7 14:00:08
 
楼上采用的这种电感,电感量大约多大?在抑制传导发射上,有没有做过对比?和同样电感量的非扁平共模电感,抑制效果如何
z443233785
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  • 2018-8-12 17:14:35
 
跟UU10.5的电感对比,扁平的要低5-10个dB,在0.15-0.5M的范围,图就没有保存了,因为这个项目做了将近1年多,这中间整改了很久
XIAOTU80
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  • 2018-8-12 17:19:56
 
这种电感用不用在其中的一个绕组上并个泄放器件,比如压敏,放电管,PCB尖峰放电。
打浪涌冲击时,可能会出现绕组间放电现象,你们加了吗?
不知道会不会出现放电。
z443233785
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  • 2018-8-21 11:21:53
 
会啊,等到晚上的时候,打ESD的时把灯关了,可以明显的看到电弧。
加这个放电针是很有作用的,是雷击和静电的泄放回路
w313840064
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本网技工
  • 2018-8-28 18:27:41
  • 倒数9
 
这种电感有具体型号吗
z443233785
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  • 2018-5-9 22:20:57
 
熬了两个晚上,板子画的差不多了,这两天再优化一下细节,先发上来讨论一下
12QQ截图20180509221859.png
z443233785
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  • 2018-5-9 22:23:20
 
上面是底层视角,这张图是顶层视角
13QQ截图20180509222226.png
z443233785
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  • 2018-5-9 22:39:43
 

PCB布板要领一:
电流突变环路越小越好,电压突变面积越小越好。
z443233785
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  • 2018-5-9 22:42:04
 
PCB布板要领二:
雷击回路越短越好,雷击线路必需避开敏感线路。
困惑
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  • 2018-5-10 08:22:44
 
楼主用的限流识别IC是什么型号?
z443233785
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  • 2018-5-10 09:22:11
 
你是问限流芯片型号,还是问识别芯片型号
困惑
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  • 2018-5-10 09:53:08
 
单个口限流的型号,谢谢。是否有能限流和识别集成在一起的?
z443233785
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  • 2018-5-10 14:21:37
 
限流和识别有集成在一起的,这个项目是分开来的,因为为了好走线,限流芯片型号开题有写
z443233785
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  • 2018-5-14 09:31:47
 
限流IC暂时使用ME1501
z443233785
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  • 2018-5-10 09:14:21
 
PCB布板要领三:RCD吸收的电容尽量不要用贴片的,这个电容是音频噪声源之一,所有介质材料在电场应力下发生形变,产生压电效应,陶瓷电容含有丰富的钛酸钡,非线性介质材料,在正常温度下也会产生压电效应
,图中这个C10电容位置,如果使用贴片电容,由于上述所说材质原因,加上交变电压则产生振动,振动频率在音频范围则发声,所以这个电容优先使用涤纶电容。

33QQ截图20180510090531.png

z443233785
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  • 2018-5-10 09:19:44
 
通常RCD吸收部分的贴片电容会产生音频噪声,PCB板当共振体,用插件电容却很少产生噪声,对于贴片电容,电容在电路板上的位置会影响噪声的产生,放置PCB板边缘的电容,产生的音频噪声会很小,电路板厚度也有很大影响,通常较薄的噪声更小。
cxliufu
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本网技师
  • 2018-5-10 09:54:06
 
z443233785
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  • 2018-5-10 14:19:46
 
感谢
XIAOTU80
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  • 2018-9-5 18:26:35
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见过有用贴片的,当时第一次看见,还觉得这么省空间,只要RCD这块发热不厉害。
liang099
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高级工程师
  • 2018-5-22 08:12:49
 
大共模一般要放在X电容后面哦,放在前面很多时候没有效果。
z443233785
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  • 2018-6-12 12:11:11
 
是的,一般情况下是这样子
鑫越电子
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副总工程师
  • 2018-5-10 22:26:34
 
板子尺寸多大的,
z443233785
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  • 2018-5-11 09:11:30
 
64*89mm
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-11 09:23:23
 
要做低待机功耗,必需研究一下电路上的所有元件,
输入部分的待机损耗,
THR1热敏电阻,无功电流造成的损耗。
LF1、LF2共模电感,脉冲电流造成的共模电感损耗
124.png
z443233785
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  • 2018-5-11 09:28:49
 
空载时需要传递的功率表达式:P空载=P损耗/η=0.5*Li^2f
P损耗(尽量降低空载状态下电路的消耗是问题的本质)
η(这时的效率是非常低的)
f(电源芯片要有降频功能,才能降低待机功耗)
z443233785
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  • 2018-5-11 09:32:10
 
RCD吸收电路,由于开关的存在,每一次的开关都会产生相应的损耗
125.png
z443233785
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  • 2018-5-11 09:35:42
 
利用AC端能量给芯片提供初始启动电流,芯片启动后自行关闭 123.png



z443233785
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  • 2018-5-11 09:38:43
 

IC本身消耗的电流是固定值,我们要在芯片不被触发欠压保护的情况下,降低VCC设计的工作供电电压

121.png
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-11 09:42:52
 
MOSFET存在驱动损耗、开通损耗、开关损耗,占主要的是驱动损耗,所以选择低栅荷的MOS

120.png

z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-11 13:01:18
 
看来待机功耗的研究,大家都不感兴趣,我也就暂时不多说了,今天下午把线路优化发上来
星以天寒
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本网技师
  • 2018-5-26 10:47:34
 
低栅荷的MOS 怎么选,一直没怎么关注这个参数
张东升
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高级工程师
  • 2018-6-8 16:52:38
 
可能是主要是功率段的问题,我主要做较大功率的DCDC(1KW以上),主要损耗可能就不是驱动损耗了。主要考虑COOLMOS
舒行科
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副总工程师
  • 2018-7-26 21:48:38
 
楼主,你这个应该早就做好了吧,谢谢拿出来分享。
z443233785
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  • 2018-7-29 18:35:49
 
行家一看就看出来了,实不相瞒,之前做了好几个PCB版本,不然不会进展这么顺利
long609689209
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  • 2018-5-11 10:05:21
 
很怀疑待机功耗能不能做到
z443233785
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  • 2018-5-11 11:50:35
 
请关注后续更新
z443233785
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  • 2018-5-11 13:59:16
 
主板已发出打板。86块大洋,又要少抽8包烟了
PCB打板中.png




z443233785
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  • 2018-5-11 14:05:53
 
PCB打板时间很漫长,现在可以设计变压器了,下面开始计算
z443233785
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  • 2018-5-12 12:30:35
 
一、已知参数:
1.输入:90-265Vac  47-63Hz
2.输出:5V/12A
3.开关频率Fs:65KHz
4.最大占空比Dmax:0.48
5.POT3016变压器,AE值:138

二、变压器计算:
1.计算输入功率Pin:
Pin=Po/η=60/0.91=65.93W
2.计算最小直流输入电压Vindc_min:
Vindc_min=sqrt[(sqrt(2)*Vinac_min)^2-Pin*(1-Dch)/(Cbulk*Fline)]=96V
其中:
Dch:输入大电解电容的充电占空比,一般为0.2
Cbulk:输入大电解电容的容量(宽电压2uF/W,该项目选120uF)
Fline:输入交流频率,90Vac时为63Hz         
3.计算反射电压Vor:
Vor=Dmax/(1-Dmax)*Vindc_min=88.6V
4.计算初级电感量Lp:
Lp=(Vindc_min*Dmax)^2/(2*Pin*Fs*Krf)=0.495mH(考虑感量误差,选0.45mH)
其中:
Krf:电流纹波系数,该项目选择为0.5
5.计算纹波电流△I:
△I=Vindc_min*Dmax/(Lp*Fs)=1.575A
6.计算斜边中点值Iedc:
Iedc=Pin/(Vindc_min*Dmax)=1.518A
7.计算初级峰值电流Ipk_pk:
Ipk_pk=Iedc+△I/2=2.3A

先写到这里,要去买菜做午饭了

z443233785
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  • 2018-5-12 15:04:15
 
酒足饭饱,接着来:

8.计算初级有效值电流Iprms:
Iprms=sqrt[(Ip1^2+Ipk_pk^2+Ip1*Ipk_pk)*D/3]
     =sqrt[(0.725^2+2.3^2+0.725*2.3)*0.48/3]
     =1.09A
9.计算初级匝数Np:
Np=Lp*Ipk_pk/(△B*Ae)
  =450uH*2.3/(0.25*138)
  =30Ts
其中:
△B:磁饱和密度
10.计算次级匝数Ns:
Ns=(Vo+Vf)*Np/Vor
  =(5+0.4)*30/88.6
  =1.83(取整2Ts)
其中:
Vf:同步MOS关断后死区时间体内二极管和肖特基的导通压降
11.计算辅助绕组匝数Nvcc:
Nvcc=Vcc/(Vo+Vf)*Ns=5.18(取整5Ts)
其中:
Vcc:芯片工作电压,该项目取14V

z443233785
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  • 2018-5-12 15:10:25
 

12.计算变压器初级线径Dp:
Dp=1.13*sqrt(Ip_rms/J)=0.48mm
其中:
J:电流密度,该项目取6A/mm^2
13.计算次级有效值电流Is_rms:
Is_rms=Ip_rms*sqrt[(1-Dmax/Dmax)]*Vor/(Vo+Vf)=18.6A
14.计算变压器次级线径Ds:
Ds=1.13*sqrt(Is_rms/J)=2.81mm
其中:
J:电流密度,改项目取3A/mm^2
由于2.81的线太粗不方便变压器加工生产,选用多股利兹线,这里使用0.15mm线径,180股。
Dss=(0.15/2)^2*π*180=3.18mm>Ds
最终参数:
Np:0.48mm*1P*30Ts
Ns:0.15mm*180P*2Ts
Nvcc:0.2*2*5Ts
Lp:0.45mH

z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-12 15:22:27
 
三、反向验证变压器参数:
1.反射电压Vor=Np/Ns*(Vo+Vf)=81V
2.验证占空比Dmax:
Dmax=Vor/(Vindc_min+Vor)=0.457
3.验证MOS峰值Vmos:
Vmos=Vinac_max*sqrt(2)+Np/Ns*(Vo+Vf)+Vp=576V
其中:
Vp:为预估变压器漏感电压,这里取120V
4.验证肖特基电压Vx:
Vx:=Ns/Np*Vacmax*sqrt(2)+Vo=30V
5.验证变压器磁饱和密度Bw:
Bw=Lp*Ipk_pk/(Np*Ae)=0.275T
6.验证变压器辅助绕组电压Vcc:
Vcc=Nvcc/Ns*(Vo+Vf)=13.5V

初级MOS选用MEM12N65 12A/650V Rds_on=0.64R(Vgs:10V)
次级同步MOS选用AOT2142 40V/120A  Rds_on=1.9mR(Vgs:10V)

z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-12 15:26:49
 
一口气写完。不知道有没有错漏的地方,还望大家指正,下面把变压器资料做一做,发出去打变压器先。

z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-12 15:58:38
 
刚才通过槽宽设计,线径有点改动:初级线径改为0.5mm,另外初级和VCC绕组均使用三层绝缘线,次级反折胶带处理,以满足安规爬电距离要求。
z443233785
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  • 2018-5-12 17:29:14
 
PCB打板进度有点慢,不知道何年马月才能好
40.png
阎不乐
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高级工程师
  • 2018-5-16 10:35:19
 
嘉立创打板还是蛮快的
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-19 12:52:05
 
加上快递的时间3天吧,速度是还行
ZWC317441532
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副总工程师
  • 2018-5-15 15:01:42
 
楼主:设计参数这里能不能补充更详细的计算步骤,因为好多是直接等的结果.
z443233785
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  • 2018-5-16 08:57:28
 
参考上下文,目的是让大家寻找答案,提升对计算参数的印象,有问题的可以大家讨论一下
周旭权
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  • 2018-5-17 16:39:19
 
這此公式正常形式寫法有?最小輸入直流電壓的公式不明解。
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-19 12:50:25
 
抱歉,原本担心的事还是发生了,因为帖子里不方便编辑公式,所以看起来很费劲,你说的最小输入直流电压的公式,我在word里编辑了一下,如下图:
g1.png
wangchaunwei
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初级工程师
  • 2018-6-13 09:44:43
 
这个公式 算了一下,得到的结果并不是你的96V啊
z443233785
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高级工程师
  • 2018-6-13 14:19:21
 
需要注意电容的单位要换算成国际单位,式中的120要乘以10的负6次方
如下图,计算

S0.png

wangchaunwei
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初级工程师
  • 2018-6-13 17:35:01
 
天 好吧,我搞错了 我乘 10的 负3次方
long609689209
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高级工程师
最新回复
  • 2018-12-3 17:36:43
  • 倒数1
 
楼主,看你的变压器次级不是三层绝缘线,也没有挡墙,这样可以打3KV耐压吗?
ashima224
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高级工程师
  • 2018-5-21 14:11:51
 
这里面计算数据还有很多没有计算出来。
比如变压器磁芯大小,怎么匹配磁芯尺寸,等等。
这方面的也应该写写,是怎么计算出来的。

z443233785
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  • 2018-5-25 08:46:40
 
磁芯用AP法算就可以了
ljcangqiong
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高级工程师
  • 2018-6-13 14:59:35
 
楼主方便提供一下这些公式的推导过程吗?或者说参考的哪本书?
z443233785
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高级工程师
  • 2018-6-14 08:52:47
 
这些公式都是比较基础的,推导过程在论坛上有很多前辈有讲,你可以找找看
wangchaunwei
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初级工程师
  • 2018-6-27 17:13:18
 
楼主  你好,我按照你的这个变压器计算方法  也算了一下,我输入就是一个固定的220V AC 然后输出是 12V 5A的开关电源 效率91%,变压器也是用的你的这个变压器型号  然后你能帮我大致看一下 有哪些点 是明显的计算错误吗。
Pin = 60 /0.91 =65.93W
Vindc=296V
Vor = 273V
Lp = 4700uH
纹波电流 0.465A
峰值电流 0.696A
Iprms = 0.4825A
Np =34.5 取 35Ts
Ns = 1.58 取 2Ts
Nvcc = 10 / 12.4  *2 =1.6 取 2TS
初级线径Dp = 0.32mm
次级线径Ds = 2.16mm
然后我看你 次级线径太粗不好 绕,这个是怎么换算的呢 或者怎么计算的呢
liufu
  • liufu
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本网技师
  • 2018-5-24 17:09:18
 
Dp=1.13*sqrt(Ip_rms/J)=0.48mm,这里的sqrt是什么意思啊?
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-25 08:40:06
 
参考106楼,开根号的意思
ISOTOP
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本网技师
  • 2018-6-7 11:01:19
 
Dss=(0.15/2)^2*π*180=3.18mm>Ds  这里面积差了快1倍。

z443233785
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高级工程师
  • 2018-6-7 13:11:01
 
请问你的意思是多股截面积算错了吗?
w313840064
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本网技工
  • 2018-11-30 19:52:19
  • 倒数2
 
楼主

Is_rms公式对吗

Is_rms公式对吗
ashima224
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  • 2018-5-19 09:35:42
 
这个I.P1是哪里来的呢

z443233785
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  • 2018-5-19 12:39:18
 
是58楼的第8步吧,Ip1=Ipk_pk-△I=2.3A-1.575=0.725A,楼上忘记写了,大意了,感谢你的提示
ashima224
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高级工程师
  • 2018-5-19 13:34:28
 
中间还有个△B,应该是说的Bmax吧
z443233785
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  • 2018-5-25 08:45:24
 
可以这样理解
周旭权
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  • 2018-5-22 15:15:10
 
Ip1這個是什麽參數?


z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-25 08:44:37
 
这个变压器是按CCM设计的,所以有个IP1存在
周旭权
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  • 2018-5-26 09:50:53
 
謝謝,樓主及時的解答。
jiekou514
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高级工程师
  • 2018-5-19 12:31:18
 
兼容快充的话,VCC电压是不是要比较宽的范围?
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-19 12:40:13
 
小板模块是用4个MOS升降压的,跟初级主控VCC没关系
z443233785
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高级工程师
  • 2018-6-12 12:14:29
 
这个项目的快充QC3.0是使用升降压的模块,对前面的主控没有影响

如果是单口QC3.0快充的话,VCC电压是要很宽才行


所以,不同的架构有不同的情况
Liyuewei
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本网技师
  • 2018-6-9 14:02:30
 
已知参数:最大占空比Dmax是怎么来的
z443233785
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  • 2018-6-12 12:16:47
 
可通过事先定义,也可事先计算
Liyuewei
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本网技师
  • 2018-6-13 14:02:23
 
你的是事先定义吧,计算公式Dmax=Vor/(Vindc_min+Vor)=0.457但这个Vor要公式是Vor=Dmax/(1-Dmax)*Vindc_min=88.6V 这样一来Dmax我还是不知道怎么来的
z443233785
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  • 2018-6-13 14:09:04
 
嗯,事先定义的,看57楼
Liyuewei
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本网技师
  • 2018-6-9 18:01:13
 
Vindc_min=sqrt[(sqrt(2)*Vinac_min)^2-Pin*(1-Dch)/(Cbulk*Fline)]=96V这个公式可以讲解一下吗?
z443233785
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  • 2018-6-12 12:09:42
 
请看106楼有更直观的公式
cyx7610
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  • 2018-5-14 21:42:44
 
PCB打样要自己出吗?
z443233785
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  • 2018-5-15 08:44:43
 
看公司能不能报销,现在生存有点困难
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-12 17:35:03
 
散热器打样大家有没有合适的厂家介绍一下
50.png 60.png
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-14 09:28:19
 
变压器回来了
变压器.jpg
HNSY
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本网技工
  • 2018-5-14 09:49:43
 
超薄款,功率这么大,用那种变压器?
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-14 15:04:44
 
POT3016
阎不乐
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高级工程师
  • 2018-5-14 10:17:19
 
关注中,急切看到结果
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-15 08:49:50
 
都不见大家讨论技术问题,看的人多,问的人少,好无生趣
沙粒
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助理工程师
  • 2018-5-14 11:02:56
 
6口能同时带满载么
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-14 15:05:28
 
必需的
宇芯电子-刘生
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本网技工
  • 2018-6-9 15:20:54
 
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-14 16:49:32
 
PCB回来了。
56.jpg
57.jpg 58.jpg
鑫越电子
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副总工程师
  • 2018-5-15 08:51:21
 
蛮详细的,多写点相关参数的计算


wtuk123
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本网技师
  • 2018-5-15 09:23:05
 
现在什么情况?

z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-15 12:58:45
 
要哪方面的
Yang27
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本网技工
  • 2018-6-11 13:20:09
 
PCB加急打样才86,真便宜~
z443233785
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高级工程师
  • 2018-6-12 12:08:16
 
没有加急,加急的更贵,等了3天左右吧。
DIANYUAN1000
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高级工程师
  • 2018-5-16 09:07:45
 
效率做到了吗?
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-16 14:25:32
 
还在做样品,贴片要全手工贴
oyang314
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高级工程师
  • 2018-5-31 08:33:30
 
楼主辛苦了!
liguanghui2588
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实习版主
  • 2018-5-17 08:34:19
 
六口USB,这个很少见啊
liguanghui2588
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LV7
实习版主
  • 2018-5-17 08:38:39
 
QC3.0是用的那个芯片啊
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-17 09:07:49
 
SC8701
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-17 09:17:46
 
元件 装了一半了,部分还在贴
PCB51.jpg PCB61.jpg
ZWC317441532
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副总工程师
  • 2018-5-17 09:37:22
 
不像是贴的,手工焊的吧!如果手工贴,先点锡膏,再放元件,热风焊接. 点锡膏可以用一个小胶袋装一点锡膏在胶袋角上,再将胶袋的角剪一小孔.这样点锡膏好操作和控制.
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-17 16:14:32
 
嗯,手焊的
liguanghui2588
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实习版主
  • 2018-5-18 12:38:12
 
输出就可以直接对支持QC3.0的手机充电了,
liguanghui2588
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实习版主
  • 2018-5-23 17:24:12
 
以前用过高通的QC快充芯片,原理都差不多
斌哥V五
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本网技工
  • 2018-5-17 09:23:16
 
座等结果
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-17 16:18:02
 
板子做好了,下午开机测试了一下,并记录一下调试过程:
问题1,同步整流没工作。
T02.jpg T01.jpg

黄色线为同步整流VGS,绿色为同步整流VDS,左图为空载状态,右图为半载状态
Siglent1.jpg Siglent2.jpg
cyx7610
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副总工程师
  • 2018-5-17 18:38:34
 
效率怎样?
DIANYUAN1000
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高级工程师
  • 2018-5-18 08:50:23
 
效率怎么样?
ZWC317441532
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LV8
副总工程师
  • 2018-5-18 09:21:04
 
还没有调试出来,你们急着看效率.
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-18 16:18:48
 
回复楼主三位,这两天在做另一个案子,所以没时间更新。现在已经忙完了,接着弄昨天的碰到的问题,debug中。。
liguanghui2588
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实习版主
  • 2018-5-18 12:51:06
 
这个波形还是相当不错的
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-18 16:19:49
 
那个是MOS体内二级管导通的波形,没有驱动波形出来
liguanghui2588
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实习版主
  • 2018-5-22 16:55:15
 
哦,下面的测试波形看到了
liang099
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高级工程师
  • 2018-5-22 08:14:55
 
输入小共模,一般都是三层绝缘线加漆包线,2根漆包线,认证能过吗。
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-22 17:00:43
 
这个是随手找的一个电感,感量刚好合适,认证肯定是要求三层绝缘线加漆包线
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-18 17:02:53
 
目前已经找到debug,分析过程如下:
先展示一下作案现场:
PCB04.jpg

同步整流芯片外围电路
data0.png
可以看到外围只有一个电阻可调,现在测量一下这个电阻引脚上的波形,VCC波形和驱动波形的工作时序。

下图左图是Vin:100Vac,右图是Vin:200Vac
通道分别为:
C1(黄):同步芯片Vdd脚
C2(红):同步芯片Vdet脚
C4(绿):同步MOS驱动
Siglent6.jpg Siglent5.jpg
波形分析:
从波形可以看到,Vin:100Vac的时候没有驱动打开,Vin:200Vac时驱动有输出。
查询芯片datasheet中发现,其中ME8415的开启条件之一为:Vdet脚电压需大于Vdd 5V左右(余量)
在Vin:100Vac时:
Vdd为13.5V,Vdet为14.9V,芯片开启要求未达到,被禁止输出驱动脉冲。
在Vin:200Vac时:
Vdd为13.2V,Vdet为24.6V,满足芯片开启要求,输出驱动脉冲开启。


所以解决方法:
现在VCC空载电压为9V,轻载状态下13.5V,需把Vcc降到7.5V
1.。Vdd供电匝数减少,降低Vcc电压
这样一来,待机状态的功耗又能降低一点

变压器因为含浸了,所以要花点时间拆开来,再改变压器。
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-18 17:06:51
 
第100楼的波形为1A负载状态下测的,没有带满载,是因为debug没有解除
ashima224
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高级工程师
  • 2018-5-19 13:45:24
 
看ME8206是一个准谐振的芯片,设计的步骤看你是按CMM模式设计的变压器。
后面还有同步整流,这样可以吗?

z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-19 19:48:18
 
变压器计算方法确实是CCM模式设计的,需要验证环路问题
要全电压都进入纯QR模式,只需感量减小到300uH即可,但是这样做的缺点又来了,因为变压器磁通密度使用率不高,会导致效率变差,这也是综合考虑,折中的选择。
我看同步整流芯片的datasheet资料上写的是支持CCM、DCM、QR模式,理论上是没问题的。

yxc1992
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助理工程师
  • 2018-5-21 11:36:01
 
开发了一款和你这个类似的,留个联系方式一起交流

5V/7.2A+QC3.0

5V/7.2A+QC3.0
z443233785
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LV6
高级工程师
  • 2018-5-21 12:00:16
 
你这款额定输出电流是多少?7.2A+3A=10.2A?
z443233785
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LV6
高级工程师
  • 2018-5-21 12:13:39
 
我觉得L1和L2对换位置,对EMI会好一点,前面小,后面大,小的抑制辐射30-50M,大的抑制传导150K-3M
liang099
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LV6
高级工程师
  • 2018-5-22 08:25:36
 
你的变压器和大电解温度多少。
ashima224
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LV6
高级工程师
  • 2018-5-21 14:20:58
 
用连续模式来设计电感,QR模式怎么来确定最低、最高工作频率的呢?
也就是这个300uH是怎么来的呢?
z443233785
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LV6
高级工程师
  • 2018-5-21 15:58:21
 
QR模式,开关频率随输入电压和输出功率变化而变化,于是有:
Fs_max:110K
Fs_min:Fs_max/((1+Vor/Vindc_min)^2/(1+Vor/Vindc_max)^2)=45K

300uH,把Kr纹波系数改为1,计算方法类似于DCM模式
liang099
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LV6
高级工程师
  • 2018-5-22 08:21:21
 
这种低压大电流的,主要难点还是在温度上,我有一个5V10A,变压器温度110,大电解105.坐等楼主温度测试结果。
z443233785
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LV6
高级工程师
  • 2018-5-21 17:06:51
 
变压器不好拆,先不改同步的供电绕组,今天更新一下。
230Vac效率初步测试情况:

12A 100%:90.53%
9A 75%:90.97%
6A 50%:90.45%
3A 25%:88.73%
平均效率:90.17%
以上为冷机测试。
待机:0.0471W

Q1.jpg
Siglent7.jpg    Siglent8.jpg
左图半载,右图满载,通道分别为:
C1(黄):同步芯片Vdd脚
C2(红):同步芯片Vdet脚
C4(绿):同步MOS驱动



yxc1992
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LV3
助理工程师
  • 2018-5-21 17:13:01
 
需要注意全电压,全负载端,同步整流工作情况。我的板子调试出现过AC220V,输出1.7A-2.2A的时候,同步整流工作不正常,效率82%。
cyx7610
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LV8
副总工程师
  • 2018-5-21 22:38:16
 
主要看低压效率多少?
liang099
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LV6
高级工程师
  • 2018-5-22 08:20:12
 
效率测试图片能不能发出来,板端还是带多长的线。
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-22 08:31:34
 
板端,效率测试图稍后补上来
liang099
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高级工程师
  • 2018-5-22 09:01:28
 
温度什么时候测试,期待大电解和变压器温度
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-22 09:55:01
 
这次测试把夹在板子上的示波器探棒都去掉了,效率高了一点。
100%: 5.205*12/68.609=91.03%
12A.jpg

75%:5.209*9/51.161=91.63%
9A.jpg

50%:5.211*6/34.293=91.17%
6A.jpg

25%:5.213*3/17.433=89.7%
3A.jpg
平均效率:90.88%
以上为冷机测试。

待机:0.0431W
0A.jpg






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高级工程师
  • 2018-5-22 08:38:25
 
要看25%-50%-75%-100%负载的平均效率,才能反映出电源的整体高效。
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-22 09:56:57
 
初步测试数据已经放到129楼了,但不是最终数据
long609689209
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高级工程师
  • 2018-5-30 14:05:07
 
没想到待机可以做到这么低,楼主厉害
沙粒
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LV3
助理工程师
  • 2018-5-21 17:24:00
 
占个 位置静静的看,等待楼主给结果,待机还不错
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-22 09:57:35
 
如果加上QC3.0模块,和输出的识别芯片、限流芯片,待机会高一点
z443233785
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LV6
高级工程师
  • 2018-5-22 10:31:42
 
这变压器拆的我怀疑人生了,供应商在中柱点了黑胶
拆完磁芯也就报废了

TT1.jpg TT2.jpg
TT3.jpg TT4.jpg


yxc1992
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LV3
助理工程师
  • 2018-5-22 13:48:42
 
这个扫描数据让我怀疑人生
5B64A7261F295020B3CC0EE0BD59648F.jpg
B7C96F0372857A2910C3A8BAE67B611E.jpg
z443233785
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LV6
高级工程师
  • 2018-5-22 13:53:11
 
回炉重造,静下心来,一步一步走
z443233785
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LV6
高级工程师
  • 2018-5-22 13:57:46
 
低压已经改变压器同步的辅助绕组改好了,拆个变压器折腾了一上午,

这是115Vac输入,满载的波形,可以看到VCC在满载的时候只有8.3V,还没达到MOS的最佳驱动状态,并且满载效率只有88.34%,得再想想办法把VCC抬高到10的样子。
Siglent9.jpg
z443233785
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LV6
高级工程师
  • 2018-5-22 14:14:07
 
同步整流的VCC二极管由A7改成F7,并短路同步VCC的限流电阻,VCC电压上升到了9.3V,效率也高了一点点,88.7%
Siglent11.jpg

同步的VCC空载是5.8V,这里巧妙的利用了变压器漏感电压,和同步VCC二极管的超快反向恢复时间,为同步芯片提供能量
看来还差0.7V,不过这点影响应该不是很大了,这个效率是夹着示波器探棒测的,会有一点点损耗
根据MOSFET特性,Vgs在10V的时候Rds_on是最小的。
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-22 14:38:18
 
以下是115Vac输入的测试数据,冷机测试
100% 5.207*12A/70.42=88.73%

115V 12A.jpg


75% 5.212*9A/52.392=89.53%
115V 9A.jpg

50% 5.215*6A/34.626=90.36%
115V 6A.jpg

25% 5.217*3A/17.384=90.03%
115V 3A.jpg

平均效率:89.66%
待机功率:0.0445W
115V 0A.jpg

低压的效率偏低了,是因为在拆变压器改变压器时,第一次磨的磁芯快磨好的时候,不小心掉地上碎了,又得重新磨,因为磨的太入神,把感量磨过头了,本来设计电感量450uH,磨成了377uH,手上也没有砂纸,只好先将就一下,下面测试EMI看看情况。

z443233785
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  • 2018-5-22 16:19:56
 
准备电阻,测试传导,
C1.jpg
用了两个1R+一个3R的并联,,实际用LCR仪器测试出来是0.429R,(R=5V/12A=0.42)。
liang099
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  • 2018-5-22 16:39:41
 
等着看温度尼,温度才是重点兄弟。
z443233785
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  • 2018-5-22 17:03:13
 
测试温度是最后环节了,先测试EMI先
z443233785
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  • 2018-5-23 11:15:05
 
汇报一下项目进度:
计划今天下午测试传导,手上有点事要先忙完
阎不乐
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  • 2018-5-23 14:08:08
 
好,坐等。不急。
z443233785
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  • 2018-5-23 15:06:30
 
传导测试结果如下,还没有整改:
230V L.bmp 230V N.bmp

下面是模拟辐射:
230V L RE.bmp 230V N RE.bmp

辐射还行,传导差了一点,传导的差模干扰分量占的比较重
z443233785
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  • 2018-5-23 15:10:55
 
传导作案现场:
P2.jpg
liang099
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  • 2018-5-23 16:27:16
 
你这个传导是LN和MOS太近了。要改板。
z443233785
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  • 2018-5-23 17:27:19
 
嗯,我先验证试试,不知道是不是这个原因
liang099
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  • 2018-5-23 16:31:16
 
7%DUXKX19OG~MJMROV`SNLQ.jpg 这个地方你可以试下,把线割了.LN接在X电容2个脚上应该就好了。
z443233785
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  • 2018-5-23 17:30:18
 
多谢提示
oyang314
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  • 2018-5-31 08:42:27
 
AV高,确实是有可能是输入离的太近了,有干扰!
liang099
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  • 2018-5-23 16:33:14
 
就是小共模不装让LN和X电容断开,直接在X电容上电。
z443233785
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  • 2018-5-23 17:26:13
 
你分析的也有道理,可是MOS的动点我已经用一根地线隔离了,应该不会出现MOS的干扰会串到输入的L、N


我明天试试把其中一根靠近MOS的输入线割断,L、N距离调整一下,再测试看看效果
困惑
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  • 2018-5-23 18:09:35
 
是会有影响,以前遇到过这种情况
z443233785
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  • 2018-5-24 15:28:55
 
把靠近MOS的输入线割掉,没有什么效果:
PCB7.jpg PCB2.png

230V N ge pcb.bmp
z443233785
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  • 2018-5-24 16:53:05
 
这个位置加大输入的X电容没有一点效果,不知道是哪里串出来的干扰,大家帮忙分析一下。
liufu
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  • 2018-5-24 16:59:26
 
很怀疑待机功耗能不能做到
liufu
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  • 2018-5-24 17:00:49
 
传导那个应该是变压器的问题吧?


z443233785
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  • 2018-5-24 17:01:59
 
再整整输入部分,如果不行,只能从变压器下手了
z443233785
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  • 2018-5-24 17:04:59
 
L、N输入端远离MOS,没有一点效果,从理论上说,已经用地线把MOS的动点隔离了,干扰串不到输入线
z443233785
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  • 2018-5-24 17:01:13
 
117楼的测试数据,待机是47mW
liuxy38
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本网技师
  • 2018-5-24 17:04:56
 
PCB布板要领一:
电流突变环路越小越好,电压突变面积越小越好。 能具体说下是指哪些回路吗?
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-24 17:14:27
 
如图所示,

P10.png

P20.png

P30.png

P40.png






ZWC317441532
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  • 2018-5-24 17:18:17
 
你这款打算装散热器不?不装散热器和装散热器是否会有区别呢?
z443233785
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  • 2018-5-24 17:25:32
 
要装散热片的,不装的话同步MOS和高压MOS温度很高的
yxc1992
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助理工程师
  • 2018-5-25 15:53:11
 
这个输出电流和空间,不装散热器是打算南极用吗?
ZWC317441532
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LV8
副总工程师
  • 2018-5-26 08:17:55
 
不装散热器和装散热器是否会有区别?图片是没有装散热器.装散热器会对传导和安规有影响吧!
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-26 14:40:00
 
测试传导有装散热器的,我到时传样机图片上来
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-26 14:39:11
 
哈哈,应该是北极,据我所知南极是热带地区吧
散热器都 有装,我到时传上来。
z443233785
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  • 2018-5-25 09:17:11
 
大家帮忙分析一下传导干扰,在哪里发出来的
宇芯电子-刘生
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  • 2018-6-9 15:48:28
 
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
XIAOTU80
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  • 2018-5-25 08:24:43
 
看你有几种都用微盟的,这家芯片市场上用的多?有啥优势
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-25 09:16:14
 
产品性能、一致性都比较稳定,国内知名企业都有用到微盟的芯片,我觉得服务还是可以的
XIAOTU80
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  • 2018-5-25 14:19:32
 
价格上有没有优势,是国内的企业吗
z443233785
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高级工程师
  • 2018-5-26 14:43:02
 
网上查了一下,是国内的品牌,好像是国有企业,中国电子旗下的子公司
宇芯电子-刘生
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本网技工
  • 2018-6-9 15:38:45
 
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z443233785
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  • 2018-5-28 15:26:43
 
图片来了,板子正面照
T50.jpg
z443233785
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  • 2018-5-28 15:27:39
 
图片来了,板子背面照
T52.jpg
z443233785
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  • 2018-5-28 15:28:57
 
多视角来一张
T51.jpg


z443233785
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  • 2018-5-28 15:30:08
 
来一张尾部照

T53.jpg
wangchaunwei
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初级工程师
  • 2018-6-12 10:57:21
 
楼主怎么不再回复了,小白 还想询问一下 变压器怎么设计的呢,变压器的那些参数你是怎么设定的
z443233785
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高级工程师
  • 2018-6-12 12:06:18
 
仔细看 57楼、58楼、59楼、60楼有讲变压器设计。
ganyuanbao88
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本网技工
  • 2018-11-6 10:41:40
  • 倒数3
 
目测PCB板初次级的距离不够7mm
`GD]PF6GO5I)%JLWU92)SZV.png
张东升
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  • 2018-6-8 16:34:55
 
又没有可能是变压器初级到次级的分布电容到了,导致共模噪声增大了?
z443233785
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高级工程师
  • 2018-6-12 12:07:30
 
是有个Y电容没有接线,因为这个Y电容是接到输出共模后面的,输出没有加共模,所以造成Y电容悬空了
转身单打
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助理工程师
  • 2018-5-28 15:35:36
 
不错,有创意,多使用国产芯片,支持中国芯。
liufu
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本网技师
  • 2018-5-29 09:42:40
 
请问楼主,那个矮的电感叫什么型号?
z443233785
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  • 2018-5-30 09:35:43
 
扁平电感
liufu
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本网技师
  • 2018-5-29 09:44:47
 
ME8206能做到最大多少功率啊


z443233785
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  • 2018-5-30 09:37:16
 
看规格书最大功率可以做到100W
oyang314
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高级工程师
  • 2018-5-31 08:46:02
 
等楼主的改善结果
来领盒饭
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初级工程师
  • 2018-6-1 12:17:37
 
传导应该是变压器的问题,估计共模噪声没处理好
z443233785
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高级工程师
  • 2018-6-14 14:01:25
 
今天继续测试传导,6个口分别用水泥电阻测试,QC3.0口先升到最高电压12V/1.5A,水泥电阻是8R
C1.png

C2.png
binganzhu
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高级工程师
  • 2018-7-23 15:24:32
 
水泥电阻没有留余度,当心会不会烧坏?
z443233785
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高级工程师
  • 2018-6-14 14:57:15
 
传导已经测试通过了,至于前几天测试不通过的原因已经在210楼写了,现在把测试图传上来
CE 230V L.bmp CE 230V N.bmp
z443233785
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高级工程师
  • 2018-6-14 14:58:36
 
接下来就是温度测试了,手上没有温度仪,等买回来再测
z443233785
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高级工程师
  • 2018-6-14 15:15:19
 
装上QC3.0小板模块,待机功率涨到了76mW
D1.png
liguanghui2588
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LV7
实习版主
  • 2018-7-23 12:40:11
 
楼主终于做完了,看着可以
rise_sight
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LV6
高级工程师
  • 2018-6-15 17:34:31
 
顶顶
z443233785
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高级工程师
  • 2018-6-19 17:31:42
 
感谢支持
z443233785
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高级工程师
  • 2018-6-25 10:48:55
 
点温度的设备调了很久,最后看中这款,现在已经到手了,即将进行温升测试
W2.png W1.png


z443233785
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LV6
高级工程师
  • 2018-6-27 09:15:22
 
最新状态:这几天忙着做其它项目,温升测试一直放着
wangchaunwei
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LV4
初级工程师
  • 2018-6-27 15:00:38
 
请问一下楼主 变压器你是在哪打样的,
z443233785
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LV6
高级工程师
  • 2018-8-3 09:18:57
 
变压器打样只要是变压器厂家都可以打,这个骨架是常规的,并不是私模
舒行科
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LV8
副总工程师
  • 2018-8-2 21:54:27
 
楼主最近没有更新哦。加油。
XIAOTU80
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版主
  • 2018-9-5 18:28:47
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我曾经申请过一个显示器那种盒子样子的多路测温仪。
你这类似万用表一样的,体积小,携带方便,费用大约多少
house凌煜
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副总工程师
  • 2018-7-22 23:37:13
 
后面是同步整流?
wlzxc1c1c1
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高级工程师
  • 2018-7-29 17:04:13
 
请教版主及各位路过的大侠

300Vac输入,5V2A适配器,电源IC采用原边反馈方案,内置三极管的,肖特基DO-201插件的


EE16加宽磁芯,磁芯中柱长10mm,宽4mm,骨架幅宽8.5mm

这个变压器怎么样设计好,真不知道怎么设计


PCB和骨架如图,请帮助设计一下参数,谢谢了  









33333.png
4444.png
yxc1992
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LV3
助理工程师
  • 2018-8-4 15:29:09
 
IC封装看着怪怪的,变压器设计好了没有,没有我可以代劳
z443233785
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高级工程师
  • 2018-8-7 13:45:34
 
大兄弟,你这个还需要设计吗,现在的5V2A不都是有芯片公司打包配套的吗
renshengfukua
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LV2
本网技师
  • 2018-7-31 15:49:19
 
现在后面肯定都是同步整流啦,用肖特基的成本不一定就便宜,效率还没同步的高
z443233785
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高级工程师
  • 2018-8-27 13:16:38
 
后面是同步整流,用的是ME8415
sxkqlbb
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LV8
副总工程师
  • 2018-8-1 09:11:12
 
给楼主提一个建议,如果设计六口,固然不错,但是对于实际应用需求,其实很少会用到六口的,一般三口的就不错了,还有一个问题就是如果六口如果同时用,散热问题,功耗问题,效率转化问题是否考虑到了呢?
lpqlwan
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LV8
副总工程师
  • 2018-8-1 09:18:23
 
六口的功率多大呢?工作稳定性如何?每口的额定电流设定是多少?
lpqlwan
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LV8
副总工程师
  • 2018-8-1 09:20:00
 
采用的是每口都是2A的额定电流吗?可以设置不同的额定电流的,现在有的手机都是3A的充电器呢?可能会有的满足不了哦。
z443233785
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高级工程师
  • 2018-8-3 09:23:19
 
六口的总功率是60W,每口的额定电流设定是2.4A,这个方案客户已经成功量产,因考虑到客户隐私,散热器部分有做修改。
所以散热方法没有分享出来


舒行科
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副总工程师
  • 2018-8-2 21:55:08
 
充电电流会不会有点小了呢?
z443233785
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高级工程师
  • 2018-8-7 13:43:45
 
不会小的,要支持快充可以用QC口,那个是18W快充,
普通口最大2.4A电流,对于目前世面所有5V输出的终端设备,基本上已经满足了
liaozhaocheng
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版主
  • 2018-8-24 07:43:43
 
不错的帖子,很详细。
只是觉得输入用插座有点不方便,还得带根线。
z443233785
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高级工程师
  • 2018-8-27 08:53:22
 
是啊,重量和体积的原因,只能这样啦
liaozhaocheng
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版主
  • 2018-8-27 13:53:31
 
搞个带插头的,改一下结构就可以了。能把插头收起来那就更高大尚
z443233785
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LV6
高级工程师
  • 2018-8-28 09:39:00
 
这个建议不错,后面再升级一款不带线的
DIANYUAN1000
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LV6
高级工程师
  • 2018-8-28 18:46:23
  • 倒数8
 
还是带线好,体积太大占插座空间,几个USB线一插重量也很重
z443233785
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高级工程师
  • 2018-8-29 09:05:03
  • 倒数7
 
各有各的好,看客户要求吧,不过一般像这种比较重的都不带线的,因为考虑到插墙上容易掉下来,所以设计成不带线,美名其曰:”桌面式充电器“
chenkai1991
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LV2
本网技师
  • 2018-8-23 21:29:51
 
5V12A,这么强大,学习下……
ganyuanbao88
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LV1
本网技工
  • 2018-11-6 10:30:47
  • 倒数4
 
很不错的帖子,看完帖子足足用了我一个半小时,学习了
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