原標(biāo)題：Boost升壓電路的設(shè)計(jì)案例詳解

Boost升壓電路的設(shè)計(jì)需要明確輸入輸出參數(shù)、合理選擇元件，并通過仿真與測試驗(yàn)證性能，以下以一個(gè)典型案例說明其設(shè)計(jì)過程：

一、設(shè)計(jì)需求與參數(shù)計(jì)算

1. 確定輸入輸出參數(shù)

• 輸入電壓范圍：7.2V~8.4V（2S 2000mAh鋰電池）

• 輸出電壓：12V

• 最大輸出電流：200mA

• 輸出電壓紋波：100mV

2. 元件選型與計(jì)算

• 開關(guān)頻率選擇：100kHz，兼顧電感體積與開關(guān)損耗。

• 二極管正向壓降（VF）：選用1N5819整流二極管，正向壓降0.4V（輸出電流200mA時(shí)）。

• 開關(guān)管飽和壓降（Vsat）：MC34063芯片內(nèi)部三極管飽和電壓取0.5V。

• 開關(guān)周期計(jì)算：開關(guān)周期T=1/f=10μs。

• 關(guān)斷時(shí)間（Toff）計(jì)算：根據(jù)輸出電壓與輸入電壓關(guān)系，得Toff=5.6μs，導(dǎo)通時(shí)間Ton=4.4μs。

• 定時(shí)電容（CT）計(jì)算：通過公式計(jì)算得CT=176pF，實(shí)際選用220pF。

• 峰值電流（Ipk）計(jì)算：根據(jù)輸入輸出參數(shù)計(jì)算得Ipk=0.71A。

• 電流采樣電阻（Rsc）計(jì)算：Rsc=0.42Ω。

• 最小電感值（Lmin）計(jì)算：Lmin=41μH，實(shí)際選用47μH。

• 輸出電容（CO）計(jì)算：CO=80μF，實(shí)際選用100μF電解電容。

• 反饋電阻（R1、R2）計(jì)算：根據(jù)輸出電壓公式計(jì)算得R1=1.5kΩ，R2=13kΩ，選用1%精度電阻。

二、電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1. 原理圖繪制

• 繪制Boost升壓電路原理圖，包括MC34063芯片、電感、電容、二極管、電阻等元件。

• 連接輸入電源、輸出負(fù)載及反饋回路。

2. PCB布板

• 縮短電流斷續(xù)路徑，減少包圍面積，降低EMI。

• 輸入部分增加π型濾波器、磁珠，電感部分增加RC高頻吸收器。

• 放置和連接輸出電容、電感、輸入電容、模擬輸入電路、數(shù)字輸入電路，并合理鋪地。

三、仿真與測試

1. 仿真驗(yàn)證

• 使用電路仿真軟件（如Multisim）搭建Boost升壓電路模型。

• 輸入仿真參數(shù)，進(jìn)行瞬態(tài)分析，觀察輸出電壓波形。

• 驗(yàn)證輸出電壓是否達(dá)到12V，紋波是否在100mV以內(nèi)。

2. 實(shí)際測試

• 搭建實(shí)際電路，輸入7.2V~8.4V電壓。

• 測量輸出電壓，調(diào)整反饋電阻（如需要）使輸出電壓穩(wěn)定在12V。

• 測量輸出電壓紋波，確保其在100mV以內(nèi)。

• 測試負(fù)載調(diào)整率，驗(yàn)證電路在不同負(fù)載下的穩(wěn)定性。

四、優(yōu)化與改進(jìn)

1. 效率優(yōu)化

• 選用低導(dǎo)通電阻的開關(guān)管，降低導(dǎo)通損耗。

• 選用低正向壓降的肖特基二極管，降低整流損耗。

• 優(yōu)化電感設(shè)計(jì)，降低電感損耗。

2. 性能提升

• 增加輸入保護(hù)電路（如TVS管、防反接二極管），提高電路可靠性。

• 增加輸出短路保護(hù)、過溫保護(hù)等功能，提高電路安全性。

• 優(yōu)化PCB布板，減少電磁干擾，提高電路穩(wěn)定性。