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1 # 從量子到電子
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2 # 玩轉嵌入式
要將5V升為12V建議直接使用DC/DC升壓晶片來完成,目前中國產的電源晶片做的比較好,效能也不差,所以今天推薦一款中國產小體積、小封裝、外設電路簡單的升壓晶片SX1308。SX1308的升壓電路圖如下圖所示。
SX1308升壓晶片的輸入範圍為DC(2-24)V,最高輸出電壓可達28V,最大輸出電流2A,內建反饋電壓為0.6V,封裝為SOT-23-6,體積小。可以滿足該題目將5V升值12V的需求,上圖是該升壓晶片的典型電路圖。其第四引腳為使能控制端,高電平輸入時晶片使能工作,低電平時停止工作,可以透過外接訊號來控制,本例中直接接高電平。其第三引腳為反饋端,電壓為0.6V,透過外接電阻R1和R2即可實現輸出電壓的可調節。輸出電壓的計算方法如下:
Vo=VFB*(1+R1/R2),如果輸出為12V,那麼可以計算出R1/R2的比值為19,建議選擇KΩ級別的電阻。電路圖中選用的是電位器,輸出電壓可調。
該芯片價格便宜,價效比高,所以應用廣泛,目前有很多成品模組在出售,模組價格也便宜,拿來直接用,大大簡化了設計工作和成本。上圖就是該晶片的升壓模組。
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3 # 薛定諤的貓老大
可以具體點嗎?例如需不需要反饋,功率多大,需不需要保護,紋波要求什麼樣的,效率多少,體積有沒有要求,手裡有什麼樣的線和磁芯,需不需要隔離。前面好幾位說了可以用晶片直接搭,可是我還是感覺選合適的管子,合適的驅動來弄比較合適,如果功率大的話。
5V轉12V的方案實在是多得不得了,照著datasheet依葫蘆畫瓢就行,傻瓜式設計。如果問主想要對boost有所瞭解,那麼主要是在電感和輸出電容的選擇上需要注意。問主沒有給出具體的引數,那麼我在這裡給出一個設計的例子。
設計引數:輸入電壓:5V;
輸出電壓:12V;
而定輸出電流:500mA;
開關頻率:1.3MHz;
文波電壓:<50mV;
效率:>80%@500mA output.
晶片方案:MPS公司的MP1542,其典型應用如圖1所示
圖1 MP1542典型應用
其特性如圖2所示
圖2 MP1542Boost 控制器特性
其內部框圖如圖3所示
圖3 MP1542控制器內部框圖
引腳功能分析:pin1:內部誤差放大器相位補償,確保穩定性,照datasheet就行;
pin2:反饋點,若12V輸出,則照圖1中設定即可;
pin3:使能引腳,接到Vin上。如果Vin>6V,需要串聯一個100kΩ電阻;
pin7:開關頻率選擇,接Vin時開關頻率為1.3MHz;
pin8:軟啟動,參照圖1或datasheet.
引數計算:第一步:在額定電流輸出時,電感通常工作在l連續電流模式(CCM),也就是說圖1中電感中始終有從電源流到右邊的一個直流電感(電感上有直流電流偏位置)。對於電感,有歐姆定律
在開關電源中,輸入輸出都是直流電壓,且忽略肖特基二極體的導通壓降,所以有
此時Ton=(7/12)T,T是開關週期,1.3MHz時,T=770ns,Ton=450ns.
因為輸出電流比較小,可以放寬電感紋波電流相對與輸出額定電流的比例。
假設紋波電流為500mA,則
L=5×0.45×10^-6/0.5=4.5uH
因此可以選擇圖1中所示的4.7uH,。
第二步:計算電感上的紋波電流。就是計算在SW為0V時,5V電壓載入在電感上後,電感上累積的電流,有
△ I=(Vin/L)×Ton=(5/4.7×10^-6)×0.45×10^-6=479mA
這也就是說電感上有500mA直流電流,再疊加上479mA的紋波電流,電感上的電流是峰電流為740mA,谷電流為260mA的三角波。
第三步:計算輸出電壓紋波,輸出電壓為12V,設計要求紋波電壓小於50mA,因此在電感給輸出電容充電時,可以認為電感兩端的電壓就是恆定的7V(忽略肖特基的導通電壓),則
圖4 電感上的紋波電流
在圖4中陰影部分面積表示的電荷是每次衝到輸出電容上的電荷,這一部分電荷量為
△ Q=[(△ I/2)×(T/2)]/2=(0.24×385×10^-9)/2=46.2nC
而電容上的電壓和電荷的關係為△ Q=C×△ V.於是,如果輸出電容為10uF,則紋波電壓
△ V=△ Q/C=46.2×10^-9/10^-5=4.62mV
需要注意的是,如果圖1中輸出電容為陶瓷貼片電容,則電容在12V直流偏置電壓下,其動態電容量有可能只有10uF的一半左右,這樣的話輸出電容上紋波電壓會接近10mV。