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电源篇--升压电路Boost

助工
2020-01-31 17:55:07    评分
一、拓扑结构  1、升压拓扑如上图,要想掌握升压电路,必须深刻理解拓扑结构,几乎所有升压Boost都是基于此拓扑结构;  2、环路一,开关闭合时的电流路径,此时电源给电感充电,负载由电容供电;环路二,开关断开时的电流路径,电源与电感同时给电容充电,给负载供电,起到升压效果;3、闭合环路,变化的电流产生磁场,为了降低EMC,设计PCB时,环路设计应该尽量小,同时,不要干扰了模拟电路,比如反馈回路、增益补偿、使能部分等;3、为了降低功耗,功率电感应该选取低DCR的;整流二极管D选取肖特基二极管;4、为了降低输出纹波,电感值、电容值需要选择合适的值,一般datasheet有推荐。 电感值过小,存储能量不足,导致电压升不上去,电感值过大,导致负载响应速度变慢,因此,电感需要选择合适的值;电容值过大,导致开机时充电电流过大,容易导致电感饱和或电源无法启动,电容值过小,导致纹波过大,因为开关闭合时,负载完全由电容供电,因此,电容需要选择合适的值。5、为了降低EMC,环路设计尽量小,输入部分可以增加π型滤波器,磁珠,电感部分可以增加RC高频吸收器;  6、根据需要,输入部分需要增加TVS抗浪涌,防反接保护电路,如果输入电容很大,避免上电时充电电流过大,可以考虑增加PTC电阻。  7、升压IC本身没有短路保护功能。常温环境下,可以输入电源做限流保护或输出电路加PTC进行限流;高温环境下,PTC效果不佳,此时最好输入电源限流保护,比如采用18650电池,电池保护IC具有限流、短路等保护。

二、选型1、选型依据:输入与输出电压,平均电流,最大电流,封装,成本等;2、品牌很多,像ti、MPS、南京微盟、UTC等,可以上立创商城查找。3、本人比较喜欢用MPS的,性价比不错,项目实战主要以MPS的MP1540MP9185为例,其它型号,设计方法大同小异。三、项目实战1、原理图设计说明:MP1584升压电路,支持12V/200mA电流输出。说明:MP9185升压电路,支持30W输出。设计说明:1、输入部分增加TVS,防浪涌;2、输入部分增加了防反接肖特基二极管,防止电源反接烧IC,如果输入电流大的话,可以使用Pmos管做防反接设计;3、MP9185输出部分增加了PTC限流保护,限流2A;4、功率电感的饱和电流,最好大于升压IC内置开关的限制电流,至少需要大于开机时,对输出滤波电容的充电
2、PCB设计设计说明:1、开关环路尽量小,稳定环路,降低EMC;2、模拟器件尽量靠近IC,同时避免开关环路的干扰;3、FB取样点在输出滤波电容上,提供环路稳定性;
2、调试1、确保焊接无误,上电之前,可以用万用表测量输入与输出部分对地的阻抗,防止短路,或取样电阻焊接错误;2、上电前,直流电源限流保护;3、万用表测试输出电压是否正常,如果不正常,检测器件焊接;4、示波器测开关波形,与datasheet参照,确保开关波形正常;5、输出短路,输入反接等保护测试;6、老化测试。
四、小结   升压Boost是电路设计常用的电路之一,需要我们深入的理解拓扑结构,设计要点,设计原理图与PCB时,才能得心应手。   升压Boost涉及的知识点很多,本文只是简要的介绍了下,仅仅起到抛砖引玉的作用,日后设计过程中,需要不断的总结经验,沟通交流,以达到真正的理解,灵活运用。




菜鸟
2020-02-01 13:15:11    评分
2楼

学习一下


助工
2020-02-02 15:07:24    评分
3楼

看起来有点复杂


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