英集芯IP5358快充方案 - 嘉立创EDA开源硬件平台

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标准版 英集芯IP5358快充方案

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简介:基于IP5358芯片的快充充电宝。 已实现。 PS: 在USB2中会启动高于18W的快充协议,这会导致无力供电从而中断。USB1则不会。

开源协议: CC-BY 3.0

(未经作者授权,禁止转载)

创建时间: 2021-08-08 14:38:34
更新时间: 2023-08-28 18:59:01
描述

成品展示

设想:

前些阵子发生了一件大事,对于我来说是大事,这是我人生中见过最大的一场大暴雨,与以往夏季暴雨相比的不同是,由于台风的影响,这场雨连绵不断持续增大,以至于河南大部分地区无法承受泄洪压力。那几天,水漫整座城市。道路、电力、网络、自来水都遭受了大面积损坏。停电停水了好多天。那一刻我们才知道我们习以为常的电力自来水是那么宝贵,那么不可或缺!虽然对于手机以及照明的供电我通过榨取一大组蓄电池组获取街坊邻居无法获得的电力来保障(感谢之前买的转换头和电池组)。但居安思危的思想贯彻于我,使我产生了获得大容量充电宝的想法。在之前我只有一个10000mAh的充电宝和许多锂电池包以及大家熟悉的不行的18650。市面上销售的充电宝很少有足够的容量,别问我为什么印象深刻,一个10000mAh的充电宝里只有三节18650,这厂商电池的强大程度可以抢占小日子过得不错的东芝松下的市场份额了。

而且之前我改装的快充模块给我充电宝在一定程度上(没有外壳且像集束xx)被我的朋友们追问是否是自己做的充电宝,我不知道怎么回答合适,因为他们分不清用现成模块自己画板的区别。现在我要做一款30000mAh的,基于IP5358芯片的快充方案。

外壳

为了使得别人不会害怕它,它需要一个结实的外壳,和良好的散热。由于雨灾导致的大量电瓶车溺水而亡,我舅舅的电瓶车也没能幸免,在拆开他电瓶车控制器的时候,我就已经对其宣布了死亡证明,电路板上绝缘油大面积脱落,MOS管上面一层白渍,多处原件锈蚀断裂,这完全没有抢救价值了,除了上面那颗STM32F104芯片(涨价离谱)。这玩意成这样就是修好也不敢用阿。

电动车控制器外壳是铝制散热壳,刚好可以用来盛放锂电池,只需要画图画板打板贴片就能用螺丝把电路板直接安在两头的开口。剖菲特,完美。

原理图

这没什么好说的,根据英集芯发布的芯片手册,严格按照DEMO来画,元器件采用推荐型号。该铺铜铺铜,该过孔过孔。

PCB设计

对照螺丝孔使用游标卡尺精准测量制图,严丝合缝。真棒,值得注意的是,用于升压以及降压的 电感 需要选择大封装的利于散热,如果太小会很烫的,像我这种只求安全不求其他的人,直接上一体式成型电感12mm*12mm,实测完全不烫,可能散热太棒了吧。

关于散热问题,我一直在考虑怎么做到最好,不惜耗费大量精力将双层板压缩成单层板(大量跳线和0欧电阻),以求能够在铝基板上搭建,但铝基板要求的钻孔直径太大了,打出来的板子实在是用不了而且焊接十分麻烦,于是放弃,还是用了玻纤双层板,散热能力差了一大截。

 

如图所示:(实在不好意思,手机摄像头摔坏了拍照比较模糊不准备修了等换手机)

实物组装

在实际制作时发现了问题,有个元器件买不到,由于我画的是数码管显示百分比电量的款式,技术手册要求的那个型号的数码管没有买到,只得暂时空缺,等以后根据电路图自己做一个出来补上去。

物料成本核算:(供大家参考)

                                        

 

类型 名称 型号 封装 数量 价格
主控制芯片 英集芯电源管理IC

IP5358

QFN48 1 15/只
电感 一体成型电感 NULL 1265 1 1.6/只
电容 贴片固态电容

25V 100uF

6mm*6mm 1 2.5/5只
电容 贴片陶瓷电容 25V 22uF、2.2uF、100nF、10uF 0603 若干 数元
USB接口 贴片USBA母座、贴片USB Type-C母座、贴片USB Micro母座  Type-c选用12引脚的 NULL 若干 数元
排阻、电阻 贴片排阻、贴片电阻 1K、10K、125K、115K 0603 若干 数元/50只
电芯 锂离子电池东芝18650 3.7V 标3200mAh/实际充电2500mAh 直径18mm、高65mm圆柱体 12 10元/只

总计:150左右(不包含外壳)。

算起来这个充电宝成本也不低,但容量是实打实的,而且全协议双向快充。

实际使用发现,不方便携带,只能背包或者外出旅行用,且并不能通过安检吧?

 

改进

后期增加外壳把电路板包起来,很多人不能接受裸漏出来的电路板,虽然嘴上说着 下次一定下次一定你好厉害,实际上敬而远之。

加上没有完成的数码管显示出当前的百分比电量!

BUG

PS: 在USB2(即左侧USB口)中会启动高于18W的快充协议,这会导致无力供电从而中断。USB1(右侧USB)则不会。

设计图
原理图
1 /
PCB
1 /
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