升壓電路 Boost


一、拓撲結構

升壓電路 Boost

1、升壓拓撲如上圖,要想掌握升壓電路,必須深刻理解拓撲結構,幾乎所有升壓Boost都是基於此拓撲結構;

2、環路一,開關閉合時的電流路徑,此時電源給電感充電,負載由電容供電;環路二,開關斷開時的電流路徑,電源與電感同時給電容充電,給負載供電,起到升壓效果;

3、閉合環路,變化的電流產生磁場,為了降低EMC,設計PCB時,環路設計應該儘量小,同時,不要干擾了模擬電路,比如反饋迴路、增益補償、使能部分等;

3、為了降低功耗,功率電感應該選取低DCR的;整流二極管D選取肖特基二極管;

4、為了降低輸出紋波,電感值、電容值需要選擇合適的值,一般datasheet有推薦。 電感值過小,存儲能量不足,導致電壓升不上去,電感值過大,導致負載響應速度變慢,因此,電感需要選擇合適的值;電容值過大,導致開機時充電電流過大,容易導致電感飽和或電源無法啟動,電容值過小,導致紋波過大,因為開關閉合時,負載完全由電容供電,因此,電容需要選擇合適的值。

5、為了降低EMC,環路設計儘量小,輸入部分可以增加π型濾波器磁珠,電感部分可以增加RC高頻吸收器;

6、根據需要,輸入部分需要增加TVS抗浪湧,防反接保護電路,如果輸入電容很大,避免上電時充電電流過大,可以考慮增加PTC電阻。

7、升壓IC本身沒有短路保護功能。常溫環境下,可以輸入電源做限流保護或輸出電路加PTC進行限流;高溫環境下,PTC效果不佳,此時最好輸入電源限流保護,比如採用18650電池,電池保護IC具有限流、短路等保護。


二、選型1、選型依據:輸入與輸出電壓,平均電流,最大電流,封裝,成本等;2、品牌很多,像ti、MPS、南京微盟、UTC等,可以上立創商城查找。3、本人比較喜歡用MPS的,性價比不錯,項目實戰主要以MPS的MP1540與MP9185為例,其它型號,設計方法大同小異。三、

項目實戰1、原理圖設計

升壓電路 Boost

說明:MP1584升壓電路,支持12V/200mA電流輸出。

升壓電路 Boost

說明:MP9185升壓電路,支持30W輸出。

設計說明:

1、輸入部分增加TVS,防浪湧;

2、輸入部分增加了防反接肖特基二極管,防止電源反接燒IC,如果輸入電流大的話,可以使用P

mos管做防反接設計;

3、MP9185輸出部分增加了PTC限流保護,限流2A;

4、功率電感的飽和電流,最好大於升壓IC內置開關的限制電流,至少需要大於開機時,對輸出濾波電容的充電


2、PCB設計

升壓電路 Boost

設計說明:

1、開關環路儘量小,穩定環路,降低EMC;

2、模擬器件儘量靠近IC,同時避免開關環路的干擾;

3、FB取樣點在輸出濾波電容上,提供環路穩定性;


2、調試1、確保焊接無誤,上電之前,可以用萬用表測量輸入與輸出部分對地的阻抗,防止短路,或取樣電阻焊接錯誤;2、上電前,直流電源限流保護;3、萬用表測試輸出電壓是否正常,如果不正常,檢測器件焊接;4、示波器測開關波形,與datasheet參照,確保開關波形正常;5、輸出短路,輸入反接等保護測試;6、老化測試。
四、小結 升壓Boost是電路設計常用的電路之一,需要我們深入的理解拓撲結構,設計要點,設計原理圖與PCB時,才能得心應手。 升壓Boost涉及的知識點很多,本文只是簡要的介紹了下,僅僅起到拋磚引玉的作用,日後設計過程中,需要不斷的總結經驗,溝通交流,以達到真正的理解,靈活運用。



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