前言：工作和各种事情太忙，3月份做的板子，现在才有空来整理发帖，，，
时代在进步，社会在发展
以前单口5V@2A的车充在高通等快速充电面前，已经不值一提了
现在哪个厂家搞个充电器还有不支持快充的？
记得QC 2.0 3.0刚兴起的时候，还是靠FP6601Q这种握手芯片，去改变DC-DC电路的FB值来得到调压的效果
典型案例是某款降压IC+FP6601Q，或者TPS61088+FP6601Q这种结构
个人认为这种方式相当不可取，特别是在前级DC-DC含有COMP环路的时候
改变输出电压值哪有仅仅改变FB值那么简单就可行的？
后来渐渐的出现了一些一体集成的IC方案，比如UP9616D，MPS的MP5402等
但这些方案或多或少都存在一些缺点，例如UP9616D开关频率太低，输出采样电阻太大等
而众多厂家中却有一颗耀眼的明星——IP6518
此芯片通过高通QC认证，支持超多种充电协议，并且支持USB TYPE-C，内置USB PD
支持QC、FCP/SCP、什么低压快充乱七八糟的协议
并且内部集成MOS管，工作方式为同步降压
还集成了线损补偿，想当年某些带有线损补偿功能的充电器的价格不是被炒得离谱吗
说了那么多，制作此车充的原因在于——手痒
市面上品牌车充已经做得很好了，外观也好看，可是我们这些做研发的就是不甘心
DIY车充呢？额，我对性能和参数是有极致的追求的
说到底还是自己做的有成就感
先从找一款合适的外壳入手
搜了下，特么好看的外壳基本没有卖的，主要是批发为主
找来找去，算了，就近从黄师傅那拿个诺基亚DC-20车充吧，颜值也不差
然后开始找资料，吃透IP6518的PDF，搞清楚这个芯片的用法，PCB layout，注意事项等
接着拆开诺基亚DC-20车充，拆下所有大个的接插件元器件等
挺好拆的，用力掰屁股就开了
开始测量PCB尺寸，复刻嘛
测量完成之后搬到AD里，确定PCB外框
接下来根据官方PDF绘制原理图，打算和原先的车充一样，双路独立
这么小的空间，要塞下两路DC-DC，而且每一路电流还不小
而且这款芯片开关频率虽然可调但是也不高，电感推荐用22uH
要么减小电感量，同样体积下更小的电感量即更粗的铜线，可过更大电流
更小的电感量，更高的开关频率，更大的开关损耗，更低的效率，更高的纹波
更大的电感量，更低的开关频率，更小的开关损耗，更高的效率，更低的纹波
22uH还要保证3A电流，这个体积看是没办法了
如何取舍？
看了无数次手册，在几个相近的值之间徘徊
终于选定电感量15uH，开关频率取最高350kHz
由于体积所限，电容电阻都尽可能的取小，这里说的小是封装上的小，基本要求和EMI要求这些必须要保证的
所有的小电容小电阻（其实也就4个）都取0402封装
我擦0402的100nF 50V电容贵的要死，100nF本来这段时间就很贵了，还偏偏要最极端的型号，，，
输入电容需使用两个50V 4.7uF的，输出电容需使用两个25V 22uF的，嘉立创上找来找去，最小只有0805封装的，材质均为X5R，品牌禾伸堂和华科
不错的，禾伸堂和华科可是超越风华、三星等三流大厂，直逼村田等一流大厂的品牌
光有MLCC是不够的，这种空间要求下只能选用固态或聚合物电容
还是找来找去，E型钽聚合物/高分子聚合物电容太占面积
还是用贴片电解形状的固态/高分子吧，首先想到的是三洋（哦现在叫松下了）SVP/SVPF/SPEC系列
选型电容如下，真的都不便宜
然后说一下TVS的选型，，，
汽车应用场合TVS是必须的，否则点火启动瞬间的高压很可能会把芯片打穿
我们先来看下IP6518的参数，特别是极限参数
极限输入电压范围是-0.3～48V
输入工作电压范围是10.5～32V
所以TVS的最大钳位电压应该小于等于48V，才可保证电源IC的安全
查TVS的数据手册，应该选用最大钳位电压45.4V，即28V的TVS
然后28V的TVS对应的最小击穿电压31.1V
基本都在IP6518的电压范围之内，并且保留了一丢丢余量
完成器件选型之后，确定所有的封装，就开始把东西摆在PCB上
PCB layout，老本行了，先按各个部分归类好元件，再做具体的摆放和layout
下面重点讲解DC-DC布线、地线电流回流、一点接地、数字地模拟地功率地分隔的问题
PCB layout绝对不是简单的将相同网络的焊盘用线连起来这么简单的！
除非你不考虑效率、干扰（EMI）、纹波、性能（电源调整率）等。
而DC-DC的布线，则能很好的体现PCB layout的功夫
这么小的板子，考虑到功率、散热和布线，至少四层板，至少
六层板确实做不起，就做四层，足够了的
首先来看原理图，原理图是layout的根本，正确直观的原理图是layout的基础
电源从VIN输入，滤波后进入芯片的VIN，经过内部开关之后从LX输出，LX即是两个开关MOS管的中点
LX出来的开关电流经过电容滤波之后输出，还经过一个取样电阻
主要的电源通路即这部分，其他的FS调节开关频率的还有自举电容这些就不多说了
图中都是GND，那到底哪些是功率地、数字地和模拟地（小功率地）呢
如果原图没标注，就只能靠分析，这个电路还是很简单的，一眼就能看出来
如下图，已用不同接地符号标出功率地和信号地
好了分析完了，回到实际layout中去
来看下电源输入路径，电流肯定是先经过保险，再到TVS的，否则不起作用！
滤波电容要沿着电流流动的路径布放，刚才的图已经标明大电流路径（粗线）
输出滤波电容也一样，更应该沿着电流路径布放，即把从电感出来的波形滤干净
否则你将会得到超大纹波，超高dV/dt的电流
轻则影响性能，重则烧毁负载，特别是这种输入电压较高，压差较大，dV/dt很高的降压场合
输出有个电流采样电阻，目的是用于采集输出电流大小，以作为短路或者过流的依据
此芯片采用高侧电流采样，高侧采样优点是采样信号噪声小，不易受干扰
原理图中我们可以看到，采样电阻两端均有线连接至芯片（红线）
推测其采集VSP和VOUT之间的电压值，除以采样电阻值得到实际电流
而VOUT还应该作为输出电压采集
这两根线的布线，是一个重点
采样电路两端的线应使用开尔文连接，而不是就近将相同网络用线连起来！
如下图所示，两根细线从电阻两端引出，单独走回芯片
这边还有个小错误，VOUT引脚应该接在C3电容之后的位置，当时一股脑认为是采电阻上的电压了
重点中的重点，铺地线
这不简单么，GND覆铜全覆就行了
确实大部分人都是全覆的，也能用，能，，，用，，，
大家看看淘宝卖电源模块的，有几个测纹波的，不管是所谓的“大神”还是抄板的小店，扯到纹波
一笔带过，或者随便标，50mV，反正也没什么人测，我测测效率这些忽悠人就好了
纹波是DC-DC开关电源的三大重要指标之一，而纹波，会跟地线铺设有很大的关系
地线是所有电流和信号的一个回流点，输入电流经过芯片开关，再进入手机负载之后，从输出负极回流，再回到输入负极
这一条路径上的噪声，是最大的，对，地线上的噪声
而中间包括滤波电容、芯片本身的耗电电流、芯片内部退耦、电流采样退耦等等大大小小的电流回流
这些电流最终都要回到输入负极这个点，而layout中，就是要把这些回流，分离开，以避免互相干扰
比如功率地上的噪声，处理不好的话，一旦进入FB的参考地（通常是信号地），那么FB点上就会产生噪声，造成输出纹波巨大
通常在四层板layout中，我们保留一层作为完整的GND层，这一层上只有GND的覆铜，没有其他网络的覆铜，也没有任何走线
然后根据实际情况，在这一层上做地线分割
有热焊盘的芯片，通常将热焊盘作为功率地与信号地的分割点
即所有的信号地汇总于热焊盘，再从热焊盘回流到输入地，如下图所示，利用放置多边形覆铜挖空来分割地线
这样，把地线分割做完，layout也基本完成了
至于效果，让实测说明！
接下来打板子，单独做10片200元不划算，拼板吧
不规则拼板需要稍微处理下
注意原板厚是1.2的，我们复刻当然也要做1.2mm
价格还行，10大片板子，40小片，一共252元
超棒的嘉立创，四层板两天就做完了，12号下单17号就拿到了
做出来板子的样子，因为靠近工艺边的部分需要做出外形，所以部分工艺边会被切到
迫不及待撕下一片焊接
钢网锡膏准备好，马马虎虎刷出来的样子
然后贴上单面的元件
丢进回流焊机焊接，焊好的样子，QFN的引脚很饱满
没有双面贴的能力，另一面只能手工焊接了，，，
请忽略难看的助焊剂，，，
好了，通电，BOOM……是不可能的输入约24V，输出5.2V，输入输出情况：
没有爆炸的话，进入测试环节
使用QC诱骗器和电子负载进行测试
【楼下继续！】
