网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

【PI PowiGaN 开发板评测】RDK-1002:140W USB PD电源板测评,近距离感受PowiGaN性能

0
分享至

很幸运能申请到这块开发板,这边主要从1.开发板的外观;2.主要电路的设计,元器件的参数、PCB;3.电源的性能测试三个方面来感受这个板子。

开发板外观

参考官方的设计报告


发板采用模块化设计,整体由主板、有源整流桥板和 USB PD 板三部分组成,外形紧凑,具体尺寸与结构如下:


主板:采用 FR4 材质,2 盎司铜厚,板厚 1.6mm,外形尺寸为 80.5x63.5x20mm(含插脚空间),包含输入 EMI 滤波、PFC 电路、反激式变换器等核心电路区域,顶面、底面及两层内层均有明确的布线分区,关键元器件(如变压器、电感、功率 IC)布局规整,散热相关区域预留了导热垫和散热片安装位置。



有源整流桥板:同样为 FR4 材质,2 盎司铜厚,板厚 0.8mm,尺寸约 32x18.5mm,专门承载整流桥、有源整流桥 FET 及控制器,顶面和底面分别布置核心功率器件与辅助电路,布局紧凑以减少引线损耗。

USB PD 板:FR4 材质,2 盎司铜厚,板厚 1.6mm,尺寸约 15.7x13.4mm,集成 USB Type-C 接口、PD 控制器及 ESD 保护器件,顶面和底面分层设计,接口区域预留了热敏电阻和 TVS 二极管安装位,确保插拔安全性。

重量:整个板子的重量在163.6g,比iPhone16 手机还轻一些


核心元器件与layout

开发板的元器件涵盖功率转换、控制、滤波、保护等多个类别,都是大厂的牌子用料非常扎实:

  • PFC 控制器:HiperPFS-5 系列 PFS5277F,集成准谐振 DCM PFC 控制器、750V PowiGaN 开关管及高压自启动电路,采用 InSOP-T28F 封装,负责输入功率因数校正,支持无散热片实现高功率输出。

  • 反激式开关 IC:InnoSwitch5-Pro 系列 INN5377F-H905,集成高压 PowiGaN、同步整流和 FluxLink™反馈技术,采用 InSOP-T28D 封装,控制 DC-DC 反激变换,支持次级侧控制与初级侧调节,实现高效率功率转换。

  • USB PD 控制器:英集芯 IP2756,采用 QFN24 封装,作为 USB Type-C 和 PD 3.1/EPR 控制器,通过 I2C 接口与 InnoSwitch5-Pro 通信,实现多电压输出配置与协议协商。

PD 协议芯片


  • 功率 MOSFET:包括有源整流桥用 N 沟道 MOSFET(TK055U60Z1)、同步整流 MOSFET(AONS62922)、母线开关 MOSFET(BSC010N04LSIATMA1),分别承担整流、次级同步整流和 USB 接口母线控制功能,具备低导通电阻和高耐压特性。


下面是手册的一些重要参数


英飞凌SC010N04LSIATMA1


AONS62922


TK055U60Z1


2SCR514P


磁性元器件

PCB上用了一个反激式变压器(T101) 这个看文档说明是定制的。文档很贴心,详细讲解了如何制作这个变压器。另一个PFC升压电感,这部分自己涉猎的比较少走马观花了一遍。

开发板 Layout 设计

Layout 分层与材质

  • 主板采用 4 层 PCB 设计(顶面、内层 1、内层 2、底面),有源整流桥板和 USB PD 板为双层 PCB 设计,所有板材均为 FR4,铜厚 2 盎司,确保大电流承载能力和散热性能。

  • 内层主要用于电源平面和地平面分割,减少接地阻抗和电磁干扰;顶面和底面布置元器件和信号走线,功率器件区域预留大面积铜皮用于散热。

Layout 特点

  • 分区布局:严格划分输入 EMI 滤波区、PFC 电路区、反激变换区、USB PD 接口区,功率电路与信号电路分离,避免干扰;发热器件(如 InnoSwitch5-Pro、HiperPFS-5、SR FET、升压二极管)分散布局,预留散热空间和导热路径 。功率mos。整整流桥,变压器后都有一个大的散热铝片进行散热。大电流的走线上下通过过孔连接,底层pcb做开窗处理使得芯片的温度通过底层的热焊盘能够迅速的向外传递。整体相当优秀。

性能测试

测试主要使用的设备有,功率计,电子负载仪,USB PowerZ PD测试仪,热电偶传感器,电脑等。

测试说明(简要)

  • 测试目的:验证 RDK-1002(PowiGaN)开发板在常见 PD 输出档位下的热性能、稳态能力与动态响应。

连接如下


实际连接图


通过电子负载仪的示数与功率计的功率示数。测试得出的结论如下表

电压

电流

输出功率

输入功率

效率

4.82V

3.112A

15W

17.5W

85.7%

8.87V

3.041A

27W

30W

90 %

11.65V

5.148A

60W

67.6W

88.8%

14.65V

5.116A

75W

83.2W

90.1%

19.62V

5.095A

100W

109.5W

91.3%

27.12V

5.15A

140W

153.7W

91 %

从结论看在5V ,12V档位 没有达到90% 与官方的测试数据有些出入。我仔细排查了线等链接的都很好。这个有待进一步测试

测试方法(简要)

  • 各档位先在恒压-恒流模式下加载至额定电流或目标功率,稳定后记录输入/输出电压、电流、功率与器件温度;记录时间点与环境温度。温度测试,测试30~60分钟的温度情况

测试点标注:



测试点描述

测试点

热电偶通道

U102

通道2

U100

通道1

point3

通道3

point4

通道5

下图point1

通道7

下图为各个电压的温升情况与热成像的图


5V 温升



9V 温升



12V 温升


15V 温升



20V 温升



28V 温升



  • 动态响应:对 28V 档进行负载阶跃(USBPD记录输出波形)使用负载设置CC模式,电流在1A~4.5A 5s反转一次 到并拍摄视频以观察电压恢复与环路特性。

12V动态视频链接:bbs.eeworld.com.cn/iframe_video.php?vid=78dd6e0e70141e7e2e23082b697dfc8d

15V动态视频链接:bbs.eeworld.com.cn/iframe_video.php?vid=053c84824f625c284f2fd523cc5d43cf

20V动态视频链接:bbs.eeworld.com.cn/iframe_video.php?vid=21215a2022796c6debc1b183bc12a1e7

28V动态视频链接:bbs.eeworld.com.cn/iframe_video.php?vid=7a8217f1745c397afa12982a07383969

USB PD 采用我设置的是1K ,看这波形还可以。手头上没有示波器电流探头,所以就先用这个设备测试一下。

快充协议的抓取

使用pd诱骗器来抓去PD 通信的过程


将PD诱骗器设置成手动模式,然后通过按键来改变pd请求的电压具体过程见下图







结合上图用AI生成了一份流程图如下


核心通信流程

整个过程遵循 PD 协议的经典 “四步握手” 模型:Source_Cap → Request → Accept → PS_RDY。

物理连接与默认供电:

设备插入后,Source(充电器)先提供 5V 基础供电。
双方通过 CC 引脚建立 BMC 编码通信。

能力交换(Discover Identity / Capabilities):

Source 先发能力通告,列出支持的电压档位(截图中包含 5V, 9V, 12V, 15V, 20V,28V)。

Sink 收到后回复 GoodCRC 确认。

逐级请求(Request):

Sink 根据自身需求,按顺序请求每一个电压档位。
Accept:Source 确认请求有效,回复 Accept 并准备切换电压。
PS_RDY:Source 完成 VBUS 电压切换并稳定后,发送 PS_RDY (Power Supply Ready),通知 Sink 可以使用新电压。

总结

本次对 RDK-1002(PowiGaN)开发板的评测表明:板子采用模块化与 4 层 2oz 铜板设计,选用 HiperPFS-5、InnoSwitch5‑Pro 与 IP2756 等成熟器件,用料与布局均体现出面向高功率密度与良好散热的工程实现。实测在高压档(20V、28V)可稳定输出 100W/140W,效率约 91%,动态响应与 PD 握手流程正常;5V 与 12V 档位的效率低于预期,有待进一步排查(连接线、测量误差或器件工作点差异)。热学测试显示在额定负载下温升可控,且散热设计(大铜面、过孔、散热铝片)有效降低热点。总体结论:RDK-1002 很好地展示了 PowiGaN 在高密度电源设计中的优势,适合作为高效、紧凑 USB‑PD/PD 3.1 参考设计。

感谢 EEWorld 社区与 Power Integrations(PI)对本次评测的大力支持与样品提供。

请将我们设为“星标”,这样就会第一时间收到推送消息。

欢迎关注EEWorld旗下订阅号:“机器人开发圈”

扫码添加小助手回复“机器人”

进群和电子工程师们面对面交流经验

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
央媒对杨澜的称呼变了,8字之差释放强烈信号,吴征的话没说错

央媒对杨澜的称呼变了,8字之差释放强烈信号,吴征的话没说错

娱瓜酱
2026-09-29 14:51:29
他49岁升任江西省长,50岁被罢免,51岁被判入狱2年,出狱后拒绝外商高薪聘请

他49岁升任江西省长,50岁被罢免,51岁被判入狱2年,出狱后拒绝外商高薪聘请

方圆文史
2026-09-23 22:57:06
四川九寨沟国道落石砸中旅游大巴,当地回应:2人受伤送医,路段已抢通

四川九寨沟国道落石砸中旅游大巴,当地回应:2人受伤送医,路段已抢通

新京报
2026-09-28 23:36:14
当众拒唱国歌不认中国籍,把两个孩子全送出国,如今报应终于来了

当众拒唱国歌不认中国籍,把两个孩子全送出国,如今报应终于来了

鹤羽说个事
2026-09-02 16:51:59
副省长跨省任代市长!3个副省级城市政府领导班子有调整

副省长跨省任代市长!3个副省级城市政府领导班子有调整

上观新闻
2026-09-29 13:16:13
A股:大家要做好心理预期,股市很可能再次经历24年历史!

A股:大家要做好心理预期,股市很可能再次经历24年历史!

财经大拿
2026-09-29 07:10:17
年轻时是美的教科书,老了却丑得千姿百态,这6位女神越活越走样

年轻时是美的教科书,老了却丑得千姿百态,这6位女神越活越走样

原梦叁生
2026-08-08 07:37:19
国宴上钱学森找不到座位慌了神,毛主席:你的名字是我亲手划掉的

国宴上钱学森找不到座位慌了神,毛主席:你的名字是我亲手划掉的

纪史行者
2026-08-09 09:10:05
刘欢逝世,他捧红的人都在发文悼念,合作过的汪峰和她,至今沉默

刘欢逝世,他捧红的人都在发文悼念,合作过的汪峰和她,至今沉默

旧史新谭
2026-09-28 19:56:14
国足最后希望!安东尼奥带队战韩国,9名留洋球员在列,目标=赢球进决赛

国足最后希望!安东尼奥带队战韩国,9名留洋球员在列,目标=赢球进决赛

大卫的篮球故事
2026-09-28 15:36:21
联合国秘书长有句话,他曾挑明:打垮日本,中国才是决定性力量;日本被耗到油尽灯枯,最后低头投降,中国立的是根本大功

联合国秘书长有句话,他曾挑明:打垮日本,中国才是决定性力量;日本被耗到油尽灯枯,最后低头投降,中国立的是根本大功

回京历史梦
2026-09-27 17:58:12
停课后火速删头衔换照,北理工裴轶教授的切割速度,比舆论还快!

停课后火速删头衔换照,北理工裴轶教授的切割速度,比舆论还快!

月光作笺a
2026-09-29 15:13:06
中方面向全世界划定规则:台海开战,出兵参战即等同侵略中国领土

中方面向全世界划定规则:台海开战,出兵参战即等同侵略中国领土

棠棣分享
2026-08-12 16:22:53
古利特:我为德利赫特正经历的一切感到遗憾,希望他迎来反弹

古利特:我为德利赫特正经历的一切感到遗憾,希望他迎来反弹

懂球帝
2026-09-29 11:18:27
我刚提正处级,省委书记听完我发言问:愿不愿意来省委当我的秘书

我刚提正处级,省委书记听完我发言问:愿不愿意来省委当我的秘书

千秋文化
2026-07-07 20:08:54
凯迪拉克CT5提车仅4个多月漆面就鼓包爆开,裂口处泛黄发白 保定4S店:没有二次喷漆

凯迪拉克CT5提车仅4个多月漆面就鼓包爆开,裂口处泛黄发白 保定4S店:没有二次喷漆

信网
2026-09-28 18:19:03
签了!中国和美国真签了!这次不是关税,也不是芯片,而是天然气

签了!中国和美国真签了!这次不是关税,也不是芯片,而是天然气

大卫聊科技
2026-09-20 13:27:56
皇马两将贝林厄姆和库库雷利亚在国家队比赛时相遇,爆发激烈口角

皇马两将贝林厄姆和库库雷利亚在国家队比赛时相遇,爆发激烈口角

福酱的小时光
2026-09-29 07:37:46
广东将降温,还有大雨暴雨

广东将降温,还有大雨暴雨

南粤女声
2026-09-29 09:52:05
林诗栋:感谢王楚钦带领我们向前走,平时有向他请教打法经验

林诗栋:感谢王楚钦带领我们向前走,平时有向他请教打法经验

懂球帝
2026-09-29 13:37:19
2026-09-29 16:24:49
EEWorld电子工程世界 incentive-icons
EEWorld电子工程世界
即时参与讨论电子工程世界最火话题,抢先知晓电子工程业界资讯。
346文章数 27关注度
往期回顾 全部

头条要闻

坚决反对删除"敌国条款" 中国代表两问日方

头条要闻

坚决反对删除"敌国条款" 中国代表两问日方

体育要闻

王楚钦回应:找不回以前打球的感觉

娱乐要闻

刘欢离世48小时 李湘一个举动口碑暴涨

财经要闻

伊朗找到了美债的七寸

科技要闻

82亿美元收购!李飞飞将与苏姿丰并肩做AI

汽车要闻

5.1米大车跑云南盘山路,海狮08试驾体验超预期

态度原创

艺术
本地
家居
公开课
军事航空

艺术要闻

投资几千万,结果烂成废墟!广西深山这片别墅群经历了啥?

本地新闻

中秋逛白塔寺,体验国医妙荟雅集

家居要闻

2026建博会(广州) 公装联探展交流活动

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

军事要闻

伊朗最高领袖最新发声:伊朗现已变得独立、强大

无障碍浏览 进入关怀版