发作品签到
标准版

基于SW6306的3S1P 21700多协议快充移动电源

工程标签

2.6k
0
0
28

简介

利用71*27上下分体铝壳安装3节三星50G组成的移动电源,使用智融SW6306实现大功率充放电与几乎全协议的识别,同时还支持大功率LED照明以及可选的自带线

简介:利用71*27上下分体铝壳安装3节三星50G组成的移动电源,使用智融SW6306实现大功率充放电与几乎全协议的识别,同时还支持大功率LED照明以及可选的自带线

开源协议

CC BY-NC-SA 4.0

创建时间:2024-06-10 08:17:09更新时间:2025-02-07 09:41:50

描述

支持SVOOC  高压SCP(40W)  UFCS(105W)等协议

含有程序代码,见附件,一些程序上的注意事项见其中的readme.md文件

 

参数:

  • 尺寸:长*宽*高 = 105*71*28mm(不计自带线)
  • 重量:366.3 g
  • 显示:0.25寸188数码管,带百分比与快充指示
  • 接口:USB-C*2 USB*A
  • 输入功率:60Wmax    20Vmax     3Amax
  • 输出功率:90Wmax    20Vmax     5Amax
  • LED功率:1~18W
  • 输入支持协议:PD3.0 / FCP / SCP / AFC / DCP / VOOC / UFCS等
  • 输出支持协议:PD3.0 / QC2.0~QC5 / FCP / SCP / AFC / PE / DCP / SVOOC / UFCS等

 

测试:

仪器:

  • 示波器:SIGLENT/鼎阳          SDS1102X-C
  • 万用表:ZOYI/众仪                ZT219
  • USB表:WITRN/维简             U3

协议测试:

C1口(自带线):

C1口PDO:

C2口(使用EMARKER线):

C2口PDO:

C口UFCS(两口相同):

A口快充协议:

A口UFCS:

充放电能量与外壳温升测试:

充电:

  • 60W充电:55.68Wh                    35.5°C -> 44°C(NTC高温保护) -> 45.5°C(充满)
  • 30W充电:55.95Wh                    32.2°C -> 39.2°C(充满)
  • 18W充电:55.95Wh                    温升0°C(无法测出)

放电:

  • 80W放电:43.75Wh                    32.8°C -> 55.8°C(最高温)
  • 60W放电:44.99Wh                    31.6°C -> 51.7°C(最高温)
  • 20W放电:47.38Wh                    32.6°C -> 34.2°C(最高温)

效率:

  • 60W:44.99/55.68 = 80.8%        开方得单次充放电效率89.9%
  • 20/18W:47.38/55.95 = 84.7%   开方得单次充放电效率92.0%

输出纹波测试:

空载 40mV:

20W 45mV:

60W 90mV:

80W 118mV:

静态电流测试:

单片机进入stop模式后:61uA

单片机运行,数码管亮:8.7mA

 

三个可选项:

该设计中,单片机主控,LED照明,自带线是三个可选电路

关于它们在取舍时需要如何修改原理图和选择PCB,请参考原理图最后一页(单片机部分)

 

选件:

电池:3节21700电池,按照原理图第3页(保护板部分)的方式进行点焊连接成3串电池

我选用的是3节拆机三星50G,成本适中,购买链接:拆机 三星INR21700-50E锂电池 3.6V适用强光手电 电动车21700电芯-淘宝网 (taobao.com)

选用其他的电池例如三星50S、50E、力神LA均可,并按照电池的充放电能力修改电池的配置电阻或sw6306.h文件中的功率限制

外壳:71*27上下分体铝外壳,颜色选择你喜欢的,长度选择100mm,尺寸图见附件。购买链接:

铝合金外壳铝型材壳体仪表壳电池盒金属外壳控制器铝壳铝盒 71*27-淘宝网 (taobao.com)

铝合金盒子铝型材外壳分体铝壳定制电池盒壳体电路板壳开孔 71*27-淘宝网 (taobao.com)

电感:RM扁铜线电感如图,电感量选择4.7uH

购买链接:大电流扁铜线电感 100A RMPQ 滤波储能直插磁芯绕线 功率电感线圈-淘宝网 (taobao.com)

LED升压电感选择6.8uH 0650(5mm高度),选择0630可能有饱和风险

自带线:建议使用质量较好,线皮内带金属丝屏蔽网的类型,相对TPE皮线,编织线将会更耐用

线直径不超过3.5mm,套热缩管后不超过4mm,才能塞入面板上的孔;你也可以修改PCB文件,加大孔直径以适配你的线

我使用的是科学捡漏的50cm双C口短线,但目前已停售

电容:MLCC选择25V以上耐压,由于直流偏压效应,耐压越低的MLCC需要的容量越高,如25V需要22UF容量;50V只需要10UF

固态电容高度建议在8mm以下

SW6306芯片:其有两款:SW6306与SW6306V,后者烧码支持VOOC协议,但如果选择使用单片机控制则无需区分

SW6306相比其他100W集成移动电源芯片相比有便宜(7元/片),驱动能力强的优势,而且支持的协议最多,遥遥领先!!

单片机:选用了一年前购买来吃灰的合宙AIR001,鉴于合宙业务转向,芯片购买难度上升,也可选择兼容的普冉 PY32F002AF15P

BM3451:选择后缀为TJDC-T28A版本,带被动均衡功能;不推荐常见的TNDC后缀版本,其低压关断低压太高,会影响放电容量

3570LED:规格选择10W,购买链接:进口芯片20W六芯白光贴片3570后装汽车前大灯改装大功率LED灯珠9V-淘宝网 (taobao.com)

导热垫:购买2mm厚度硅胶导热垫,再自行裁切

购买链接:导热软硅胶片 CPU散热垫片 LED电源散热垫片 PCB电路板 导热绝缘-淘宝网 (taobao.com)

 

制作:

  1. 确定你需要哪些功能,哪些元器件不焊,具体见原理图最后一页
  2. 克隆工程,按需要修改文件
  3. 按原理图与BOM,参考选件一节购买元器件
  4. 在编辑器中打开PCB,选择需要的板子,拼板或分开打样
  5. 获得PCB:
  6. 焊接主板部分,注意灯珠极性,数码管需要弯折90度焊接:
  7. 电池两头缠3圈高温胶带,防止与外壳短路;切割导热垫如图(用于托住电池),两面外壳都需要:
  8. 保护板卡入铝壳槽中,按照电压从低到高的顺序与电池焊接:
  9. 摆放好热敏电阻,使其在合上盖子时处在两颗电池的中间
  10. 主板与保护板电池接口焊接足够线径的导线与合适的插头(方便拆装,图中为T插头)
  11. 组装下半部分:主板卡入槽中,LED板用螺丝固定在后面,并用20AWG或更粗的线连接主板与LED板,电感下方用两层2mm导热垫将热量导到外壳:
  12. 使用万用表测试保护板是否有电压输出,主板电池端与接口端是否短路
  13. 连接主板与保护板,看数码管是否亮起
  14. (自带线)取合适的长度(15~30cm)剪线,套入10mm长直径6mm的热缩管中,但不要热缩;把线穿入自带线面板预留的孔中,C口一端在外
  15. (自带线)剪开线尾,找到VBUS GND CC1 DP DM 五根线,按PCB丝印焊接到板上,焊接后将热缩管套到线尾并热缩,确保面板孔内套热缩管再套自带线
  16. (自带线)如果有屏蔽网,建议一半焊接到主板C口外壳焊盘,一半焊接在面板孔位边上以增加机械强度
  17. (单片机)准备DAPLINK,电脑安装KEIL与DAPLINK驱动程序,按照软件文件夹中的readme.md将DAPLINK与主板排针连接,打开.uvproj文件,编译下载
  18. (单片机)若显示无法连接请检查连接线,使用短的连接线或干脆握住连接线,防止外界信号干扰SWD
  19. (单片机)下载完后按RST按键,打开串口助手观察输出(波特率115200)
  20. 测试充电与放电功率与协议是否正常,测试数码管电量显示,快充显示是否正常
  21. 测试LED照明功能是否正常
  22. 总装配,连接主板与保护板的插头插座可以塞入保护板的挖槽中,合上铝壳时保护板上的2*3pin插座对准主板上的插头
  23. 拧上螺丝

注意事项:

  1. 锂电池易燃易爆,小心操作,及时断开电路,不要过温过充过放
  2. 含有大量0402元器件与QFN芯片,需要一定的焊接能力
  3. PD协议在没有EMARKER线 / 5A线的情况下无法实现超过5A / 60W的输出
  4. 自带线一定要套管,否则很不耐用
  5. 示意图有些是旧版本的存在缺陷,但发行版中已经修复,故制作出来的成品可能与图示有一定出入
  6. 背板是一些参数信息,你可以按照喜好修改,比如添加认证标志以方便上火车等
  7. 多看看原理图、PCB的注释和readme.md文件

 

仓库地址:

https://github.com/TKWTL/3S1P-21700-Power-Bank

设计图

未生成预览图,请在编辑器重新保存一次

BOM

暂无BOM

附件

序号文件名称下载次数
1
软件.zip
109
2
数据手册等参考资料.zip
529
3
外壳图纸.rar
65
4
Schematic_3S1P-21700移动电源_2024-08-13.pdf
138
克隆工程
添加到专辑
0
0
分享
侵权投诉

工程成员

评论

全部评论(1
按时间排序|按热度排序
粉丝0|获赞0
相关工程
暂无相关工程

底部导航