UP9616移动电源快充案例

第一版的UP9616快充（地址在此 ），从选料到线路板的布局走线都还算不错，实现了当初定下的设计目标，但也有一点小小的遗憾，就是在输出滤波电容这里有点随便了，为了弥补这个遗憾，秉着工程师的”不完美誓不罢休的”工匠精神！决定再来做一版，以释放出UP9616芯片的所有潜力，让这颗快充芯片的所有指标达到一个全新的高度。同时在打板时对线路板也做了优化，主要体现在以下3点上：
1.输入DC座放置了两种封装；
2.进一步优化了走线；
3.输出电容升级为固态电容，并放置了两种封装，可以兼容三种脚距。

前面啰嗦了一大堆，其实都是些无关痛痒的碎碎念，从这段开始将分析整个线路板的元器件参数的确立过程，看看一块优秀的线路板是如何诞生的。

毕竟人无完人，如有说的不对的地方，请大伙嘴下留情哦！！！

一．板型与布局
这是一块没有外壳的线路板，要想做的足够漂亮就要在板型和元器件布局上下功夫。
1.  板型
线路板的尺寸首先要满足放的下整个元器件，并且要满足一定的电气性能，通过经验先估计出一个大概的尺寸，后续再做精细调整。板子的长宽比例尤为重要，在我们不是艺术家的前提下尽量让线路板的长宽比例满足黄金分割，这样整个线路板看起来才会很协调，基于以上条款此快充线路板的尺寸定为50mm*80mm；



2.  布局
从很多古代建筑和城市规划中都可以看到中轴线的布局，在线路板设计方面也大量应用此布局，应用此布局最多的线路板估计要算各类音响板了。此线路板也采用的中轴线布局，两路充电线路左右对称，两边的元器件错落有致，整体体现出规整而又不失灵动的效果。

二．器件参数
1. 输入插座
电流：
由于是裸板，输入插座不用考虑外形，只有电流一项需要确定。通过计算在极限状态下，输入电流会超过4A，一般的DC插座实际过电流能力为3到5A，考虑设计冗余，输入插座需要用10A电流档，同时考虑到前文提到的中轴线和对称性，最终选定DC-007C这款插座。


2.  自恢复保险丝
自恢复保险丝一般情况下有两个参数需要考虑：
工作电压：
由于此芯片的输入范围较宽，工作电压需要高于输入电压，48V这一档是比较合适的。
保护电流：
通过充电功率加上转换效率及输入电压可计算出输入的极限电流，这里选择3A档。


3.合金电阻
功率：
电阻的种类非常多，但只有合金电阻是最理想的电流传感器（康铜丝及霍尔传感器不讨论），电阻的阻值已经在芯片的规格书中指定，剩下要考虑的参数只剩下功率，通过流过电阻的电流与电阻阻值可以计算出电阻上消耗的最大功率，考虑到余量，需要选用2W或者3W的合金电阻。


4.电感
电感需要确定的参数比较多，下面来一一分析：
感量：
规格书已经指定。
饱和电流：
这个参数至关重要，影响到效率及整体发热情况，饱和电流按经验取工作电流的3到5倍，取值越大越好，按这要求目前有两类常用电感可以满足要求，一是铁硅铝磁环电感，二是一体成型电感。铁硅铝磁环电感的价格较低，但EMC性能差，而一体成型电感的特点正好相反，在以性能为王的设计中，EMC也是需要重点考虑的对象，所以只能选择一体成型电感。
直流电阻：
这个参数关系到效率及发热，阻值越小越好，1770封装的一体成型电感只有20.5毫欧，是比较理想的，至此电感的型号已确立。


5.输出电容
输出电容与纹波是直接关联的，而纹波会影响手机充电时的触摸操作和是否干扰到手机其他电路的正常工作，所以此电容的选择是至关重要的，同时也是值得我们花重金的地方。电容需要选择的参数也比较多。主要有以下几个：
耐压：
输出电压最高是12V，选择25V耐压的电容是比较理想的；
容量：
芯片的规格书已经有推荐，为了更好的性能可以适当加大；
温度：
在开关电源中输出电容一般选用105度；
寿命：
开关电源的输出电容一般选用长寿命款；
漏电：
越小越好
内阻：
这个也是越小越好，目前的固态电容具有以上所有特性，故不惜成本的选用固态。固态电容的价格是普通电解价格的10倍以上。


6.USB母座
这个USB插座是整个充电板的最后一环，如果选择不当，前面的所有努力都将付之东流，但这个插座只有一个参数需要考虑，就是能过的最大电流，这个越大越好，目前电流最大的是5A。 


其他的阻容器件在芯片的规格书中有明确规定，无需设计人员考虑，到此整个线路板的器件选择完毕。

纹波测试，在固态电容的加持下，纹波还是比较理想。
由于楼主的条件限制，纹波测量仅供参考。
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线路板的使用方法：
用双面胶把线路板粘贴在桌面的背面，USB充电线引到桌面，线路板及输入线都隐藏了起来，这样即美观桌面又整洁，没有外壳的禁锢散热也非常好。