使用 XL6019 的 DC-DC 升壓轉(zhuǎn)換器

出處：維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng) 發(fā)布于：2024-09-05 16:17:21 | 865 次閱讀

使用 XLSEMI 汽車/工業(yè)級(jí)升壓/降壓-升壓/反相 TO263-5L XL6019 芯片來滿足此類要求的電路。

其輸入電壓范圍為 5V 至 40V，開關(guān)頻率固定為 180KHz，因此輸入電壓水平可以更高（例如 9V）。

該芯片的開關(guān)電流為 5A，溫度為 25 攝氏度。多圈電位器允許用戶將輸出電壓設(shè)置為 12.0V。

芯片的內(nèi)部 NMOS 減小了 PCB 板尺寸、復(fù)雜性和 EMI（RdsON：110mR，25 攝氏度）。

該芯片提供出色的線路/負(fù)載調(diào)節(jié)數(shù)字和內(nèi)部軟啟動(dòng)電路。

　電路分析

　　圖1為升壓轉(zhuǎn)換器的原理圖，電路的是XL6019芯片。

　　根據(jù) XL6019 的數(shù)據(jù)表，“XL6019 穩(wěn)壓器是一種寬輸入范圍、電流模式、DC/DC 轉(zhuǎn)換器，能夠產(chǎn)生正或負(fù)輸出電壓。它可以配置為升壓、反激、SEPIC 或反相轉(zhuǎn)換器。XL6019 內(nèi)置 N 溝道功率 MOSFET 和固定頻率振蕩器，電流模式架構(gòu)可在寬范圍的電源和輸出電壓下穩(wěn)定運(yùn)行。XL6019 穩(wěn)壓器是專為便攜式電子設(shè)備應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。”

　　USB 是 6 針 USB4125 Type-C 連接器，可處理高達(dá) 5A 的電流。圖 2 顯示了這樣的連接器。

　
　　圖 2：USB4125 5A Type-C 連接器
　　R2 和 R3 是 5.1K 下拉電阻，用于指示連接器是高電流負(fù)載側(cè)。關(guān)于 USB Type-C 屏蔽連接，存在不同意見。一般來說，USB 連接器的屏蔽層（電纜的外環(huán)）不應(yīng)接地，以防 EMI，但一些認(rèn)為 USB Type-C 有所不同。請(qǐng)?jiān)谠u(píng)論中告訴我們您的意見。在此電路中，屏蔽層已接地。
　　D1 是一個(gè) 2mm 的小型 LED，用于指示 5V 輸入連接。R1 限制流向 LED 的電流。C4 和 C5 是輸入電容器，用于穩(wěn)定開關(guān)調(diào)節(jié)器以防止電流浪涌和輸入噪聲。C5 必須盡可能靠近控制器芯片的輸入引腳。L1 是一個(gè) 47uH 電感器，D2 是一個(gè) MBRD835LG 肖特基二極管，它們是升壓轉(zhuǎn)換器的兩個(gè)基本元件。
　　D2 的低正向電壓使其適合于其數(shù)據(jù)表所示的應(yīng)用：“該開關(guān)模式功率整流器采用肖特基勢(shì)壘原理和專有勢(shì)壘金屬，設(shè)計(jì)用于開關(guān)電源、逆變器和其他電感開關(guān)電路中的輸出整流器、續(xù)流、保護(hù)和轉(zhuǎn)向二極管。” R4 和 R5 是反饋電阻，R6 是多圈電位器，用于微調(diào)輸出電壓。使用這些電阻值，輸出可以固定在 12V，可以通過修改 R4 和 R5 來實(shí)現(xiàn)其他輸出電壓，但是，應(yīng)重新考慮輸出電容器（C1、C2 和 C3）的額定電壓。C1 ... C3 是輸出電容器，用于穩(wěn)定輸出并降低噪聲。
　　圖 3 顯示了設(shè)計(jì)的 PCB 布局。這是一塊雙層 PCB 板，所有元件均為 SMD。C5 焊接在 PCB 背面，盡可能靠近 VIN 引腳。

　　圖 3：DC-DC 升壓轉(zhuǎn)換器的 PCB 布局

　　要為這樣的轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì) PCB 布局，您必須始終使用銅平面而不是軌道來連接大電流 PCB 網(wǎng)絡(luò)。接地路徑的低阻抗和無(wú)環(huán)路接地設(shè)計(jì)（環(huán)路應(yīng)盡可能小）是另外兩個(gè)必不可少的設(shè)計(jì)規(guī)則。輸入/輸出旁路電容器的接地引腳應(yīng)找到短的接地路徑，這就是為什么多個(gè) VIA 圍繞著接地引腳的原因。USB 連接器的屏蔽引腳已接地（請(qǐng)讓我們知道您的意見）。

圖 4 顯示了 PCB 板的裝配圖。

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