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发布时间:2024-07-29 03:18

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一、DCDC简易电路原理

DCDC电路是直流转直流电路，将某直流电源转变为不同电压值的电路，分为升压电路和降压电路。

1.1电容、电感基础知识

1.1.1电容

$eq?I%3D%20C*%5Cfrac%7Bdu%7D%7Bdt%7D$

电容两端电压不能突变。

通交流、阻直流；通高频、阻低频。

1.1.2电感

$eq?U%3DL*%5Cfrac%7Bdi%7D%7Bdt%7D$

通过电感上的电流不能突变。

通直流，阻交流；通低频，阻高频。

1.2升压电路原理

1.2.1电感的作用

如上图，开关闭合，电感充电，电阻短路，当2.2us后电感上电流达到2.4A。

开关断开，电源流经电感（电源电压＋电感电压，达到升压，电感放电）为电阻供电，2.4A的电流流过电阻，电阻两端电压达到12v。

但是，若开关闭合，电阻又被短路，电阻两端电压随开关闭合与断开变化。

1.2.2二极管的作用

开关闭合，电源向电感充电，电容、电阻短路。

左图，开关断开，电源流经电感（电源电压＋电感电压，达到升压，电感放电）向电容充电，并为电阻供电。

右图，开关闭合，电源向电感充电，二极管隔离两边电路；电容（达到电源电压＋电感电压）向电阻放电。

现实，将开关换成MOS管，MOS管导通，电源给电感充电，电容给电阻放电；MOS管断开，电源电流流经电感向电容充电，给电阻供电。

1.2.3注意点

升压到12v时，输出电流只有0.25A，不足以驱动电机。

所以需要并联许多节干电池，增加输入电流才行。既然有这么多干电池了，为什么不直接串联达到12v？还可以省略升压电路。

1.3降压电路原理

通过不停的开关达到降压的目的，实际中，开关换成MOS管。

1.3.1调节占空比

1.3.2电路原理

（1）开关闭合

如左图，开关闭合，二极管截至，电源给电感、电容充电，给负载供电。

但是通过电感上的电流不能突变，电感上感应出反向电流，使得负载端的电压不足12v，使，如右图。

随时间增加，电感上电压减少，负载电压上升，若时间长，电感上电压将降为0v，负载上电压变为12v，因为电感上电流不变，则相当于一段导线。

所以要严格控制开关通断的时间。

（2）开关断开

如右图，开关断开，电感放电。随着电感上电压减小，负载两边的电压也减小，如右图。

可以达到如上图的效果。

（3）电容作用

储能、滤波

使负载两端电压更加的平滑。

1.3.3电路损耗

不足10%，电路效率90%。

二、基于MP１４７０芯片降压电路的初步了解

2.1阅读芯片数据手册

２.１.１基本信息（提炼最重要的信息）

输入电压：4.7~16v，最大不超过16v
最大输出电流：2A
开关频率：500KHz
同步、降压
封装：TSOT23-6
=55℃/w,在PCB上每上升1w，则温度·上升55℃。
应用信息：APPLICATION INFORMATION　在实际应用中的计算、选型
PCB　Layout　Guidelines
应用实例
封装参数图

２.１.２管脚信息

引脚号	名称	描述
1	VIN	电源电压。 MP1470 的工作电压为 4.7V 至 16V。需要一个电容器来去耦合输入。使用宽 PCB 线连接 VIN。
2	SW	开关量输出。使用宽 PCB 线连接 SW。
3	GND	系统接地。 GND是调节输出电压的参考地。在PCB布局期间需要格外小心，用铜线和通孔连接GND。
4	BST	引导结构。在SW和BST之间连接一个1uF BST电容和一个电阻，以在高边开关驱动器两端形成个浮动电源。
5	EN	使能。驱动EN高以启用MP1470。对于自动启动，请连接到带有100K欧的上拉电阻。
6	FB	反馈意见。将 FB 连接从输出端到 GND 的外部电阻分压器的抽头，以设置输出电压。当FB电压下降到600mV以下时，频率折返比较器降低振荡器频率，以防止在短路故障期间电流限制失控

2.2原理图分析

２.2.1自举电容

（1）基本信息

连接在BST脚上的C1电容

作用：保证MOS管持续导通

取值：在DCDC降压电路中取值约为0.1~1uF，该芯片固定为1uF

（2）原理

Vin输入与SW输出之间存在一个MOS管
导通条件:
存在问题：没有自举电容时，MOS不能完全饱和导通。

例如，当阈值=4V时，g端电压要大于s端4V，MOS管才能导通。

开始上电，MOS管导通，d→s导通。

随着↑，↓。

当＜4V时（例如=8.001V），MOS管进入放大状态，相当于大电阻，有压降，功耗比较大。

稳定在8.001V，不可能达到12V。
解决办法：加上自举电容。

开始上电，MOS管导通，d→s导通。

同时自举电容充电到12V。

随着↑（如=5V），由于二极管存在，电容不能放电，电容两端电压被抬高至

12V+5V，同时=12V+5V=17V。

由于电容的存在，始终为12V，满足，MOS管始终处于饱和导通状态，可以

达到12V。
总结：利用二极管加电容将钳位在12V，MOS管始终导通。

２.2.2续流电感

（1）基本信息

连接在SW脚上的L1电容

作用：作为外围电路，实现降压

（2）原理

详情见1.3降压电路原理

2.2.3反馈网络

（1）基本信息

由连接在FB引脚上的R2,R3,R4组成

作用：设置输出电压

（2）原理

原理：R1，R2电阻对输出电压实现分压后，将R2两端电压值反馈给FB引脚，FB引脚得到电压值后与设定的电压值比较，可以通过调节芯片中MOS管开关频率（调节占空比）来调整输出电压。
R2取值：首先，选择 R2 的值。
R2 值应合理选择，因为 R2 值过小会导致相当大的静态电流损耗，但 R2 值过大又会使 FB 对噪声敏感。
建议 R2 在 5 - 100kΩ 之间。通常情况下，R2上电流在 5 - 30µA 之间可在系统稳定性和空载损耗之间取得良好平衡。
R1取值：可以根据下面的公式（手册提供）
手册还提供了这部分常见输出电压的推荐参数（）

2.2.4其他器件

C2，C3，C4，C5，C6：均滤波。

其中为Vin滤波的电容C3和C4，选择一大一小（相差100倍），小电容滤高频率，大电容滤低频率。

R1：分压，可调节EN阈值。

以上器件参数均可采纳手册建议。

三、陈氏总结——升降压电路

DCDC升压电路

DCDC降压电路

升降压电路均使用电容电感，但是位置不一样则功能不一样，总结如下。

	升压电路	降压电路
电感	在开关前，用于和电源串联升压	在开关后，和负载串联，用于分压降压
电容	有电感，电感上，我充电；没电感，我再上	滤波，使波形不要太尖锐