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🛠️ 【硬體】設計細節 🛠️
設計大電流降壓板思路
1. 基本需求
- 源電壓為 18V 工具機電池。
- 降壓至 12V、5V。
- 支援 PD 快充協議。
- 電源防反接、LED 指示燈。
- 預留 UPS、電壓偵測引腳。
2. 詳細參數估算
我是以剛好滿足各器件的官方參數最高值去做設計。
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電池（18V, 5Ah）：
- Makita BL1850B 鋰電充電電池，數量 1 個。
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PD 快充（48W, 4A）：
- 電腦 iKOOLCORE R2，數量 1 個。
PD 協議最高支援 100W, 5A，實際設計會以 5A 為主。
- 電腦 iKOOLCORE R2，數量 1 個。
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12V 直流引腳（201.2W, 16.78A）：
- 直流馬達 DCX22L GB SL 12V（39.8W, 3.32A），數量 2 個。
- 直流馬達 DCX26L GB KL 12V（60.8W, 5.07A），數量 2 個。
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5V 直流引腳（172.8W, 12.77A）：
- Servo AX01（37.0W, 3.33A）。數量 3 個。
- Servo SV1232（10.3W, 1.39A）。數量 2 個。
綜上所述，源電壓最高會承受 33.55 安培。
3. 線寬初步計算
閱讀 PCB走線線寬與電流的關係。附上 PCB 走線寬度計算器。
根據 IPC-2221 規範，厚度 2 oz 銅箔、溫升 10°C 下的最小走線寬度：
- 母線電壓（18V, 33.55A）：內層 52 mm、外層 20 mm。
- 12V 電位（16.78A）：內層 19.1 mm、外層 7.3 mm。
- 5V 電位（12.77A）：內層 13.1 mm、外層 5.0 mm。
- PD 電位（5A）：內層 3.6 mm、外層 1.4 mm。
實際上大電流走線會用大面積鋪銅，並非如訊號線一條條地拉。另外做好散熱設計，如散熱孔、開窗鋪錫或外接風扇等也可以適當縮減線寬。參考下圖實際範例。
4. 選擇晶片
這裡我會簡述晶片選擇的依據，實際拓樸結構與佈局會於其他章節說明。
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DC-DC 降壓（18V -> 12V -> 5V）：EG Micro EG1162。
學習影片 MOS管外置同步整流BUCK降压电路PCB设计。 -
PD 協議晶片：INJOINIC IP2368_BZ_VGLIP。
主要是參考了 [开源]PD100瓦2到6串锂电充放电模块 的設計。
5. 繪製原理圖
盡量先多參考手冊 application 電路，或其他網路範例。
重要參數會列 Excel 計算。
Excel 參數計算範例
6. 佈局
佈局觀念和細節多，會在其他章節詳述。
