做一款大功率boost升壓電源IC FP5207：15V升壓60V 240W

制作大功率 Boost 升壓電源是一項充滿挑戰(zhàn)的任務(wù)，但也是一次非常有成就感的經(jīng)歷。在這個過程中，我深刻體會到了理論與實踐的差距，以及耐心和細(xì)致的重要性。

首先，設(shè)計階段需要充分考慮各種因素，如輸入電壓范圍、輸出電壓需求、電流負(fù)載能力，器件選型等。這需要對電路原理有深入的理解，并進(jìn)行精確的計算和模擬。

在實際制作過程中，遇到了一些意想不到的問題，如電路的設(shè)計功率不足、散熱問題等。通過不斷地調(diào)試和改進(jìn)，才能逐漸找到了問題所在，這讓我明白了實踐出真知的道理。

下面這次制作是通過設(shè)計一款DC-DC轉(zhuǎn)換電路，F(xiàn)P5207是異步升壓控制IC，透過EXT Pin控制外部NMOS，輸入低啟動電壓2.8V與寬工作電壓5V~24V，單節(jié)鋰電池3V~4.2V應(yīng)用，將Vout接到HVDD Pin；精準(zhǔn)的反饋電壓1.2V，內(nèi)置軟啟動，工作頻率由外部電阻調(diào)整；過電流保護(hù)，檢測電感峰值電流,檢測電阻Rcs接在CS與GND之間。

一、準(zhǔn)備電子元器件

BOM表

電子元器件的選擇不是只需要確定一個值就可以了，還要確定這個器件在電路中擔(dān)任的是什么角色。比如同樣是電阻R1、R2、R6、R7的阻值精度就要求高一些，R1，R2是作為啟動電壓限制電阻，確保電路在電壓過低時電路不啟動，以保護(hù)電路；而R6、R7作為反饋采樣電阻，精度越高反饋越精準(zhǔn)，輸出電壓的誤差才越低。所以器件的選型也是一個不可忽視的重要工作，尤其關(guān)于器件耐壓，功率限制等等。

二、設(shè)計要求

這次所用的電路結(jié)構(gòu)是升壓(BOOST)結(jié)構(gòu)，就是把電壓提高到需要的電壓，比如電瓶的電壓是12V的，當(dāng)一個設(shè)備是電池供電，需要一個或多個電壓，可以比電池電壓高也可以比電池電壓低，這時候就需要電路進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換。把12V電壓升高或者降低到需要的電壓，當(dāng)然這種方法有很多，電路結(jié)構(gòu)也很多。

這次我們做一個升壓電路，主要是鍛煉我們的動手能力。

輸入電壓：15-24V

輸出電壓：60V

最大輸出電流：4A

最大輸出功率：240W

三、根據(jù)圖紙焊接

PCB布板

根據(jù)電路進(jìn)行PCB布板，因為功率比較大對PCB布板的要求也比較高，不建議使用洞洞板進(jìn)行焊接。

根據(jù)圖紙把元器件做一個大概的布局，一定要合理布局，畫PCB電路板，合理布局可以避免非常多的問題。第一次布局也不用要求太完美，盡可能的布局合理就行，飛幾根線是沒問題的，包括做產(chǎn)品也是，一定要先實現(xiàn)功能，先期不要把不重要的工作耽誤太多的時間。

PCB板

這里布局有一個大概的思路，確定電源輸入輸出端，先大概布局電流回路，盡量縮短電流回路，之后芯片的地線作為電路的基準(zhǔn)要靠近電流回路的地線，升壓電路尤其要注意輸出電容的地線要靠近芯片的地線避免干擾。功率MOS管和整流二極管會發(fā)熱，一定要加散熱片，把散熱片的位置預(yù)留出來。

四、通電測試

在焊接完成后，一定要檢查好輸入輸出電路是否有短路，觀察板子有沒有焊錫渣。

在不熟悉電路時，要單獨測試電路，不要一開始就整機(jī)調(diào)試，具體方法是，穩(wěn)壓電源調(diào)到15V，電路圖中的電阻R10斷開，輸入端接上穩(wěn)壓電源，這時用萬用表測量1腳電壓，如果有8V電壓，說明芯片內(nèi)部基準(zhǔn)電路工作了，測試3腳補(bǔ)償腳電壓應(yīng)該為1.2V左右,8腳是脈沖輸出，萬用表測不到，要用示波器觀察，如果沒有示波器，就不用測試驅(qū)動波形了。

8腳空載波形

7腳通過電阻連接到電源輸入端，此處芯片沒有做穩(wěn)壓電路，直接用的電源電壓15V，只要不超過24V，實驗是沒有問題的，如果要想穩(wěn)定，可以使用三極管穩(wěn)壓電路，將超過20V的電壓穩(wěn)定在20V對芯片供電，對電源電壓的波動會好一點，現(xiàn)在沒有采用三極管穩(wěn)壓電路，只是為了實驗，沒有做極端測試。

8腳帶載波形

五、調(diào)試

在測試過程中，發(fā)現(xiàn)哪里有問題，再做調(diào)試。

遇到的問題，開始啟動帶載的時候，輸出沒辦法達(dá)到240W，發(fā)現(xiàn)是穩(wěn)壓電源的最大輸出電流只有10A，因為啟動時的電流較大，要達(dá)到240W輸出，電源端最少要25A的輸出電流，更改穩(wěn)壓電源的最大輸出電流設(shè)置后就可以輸出240W了。電壓也可以穩(wěn)定輸出60V,這里顯示60.345V,是可以穩(wěn)定到60V的，主要是因為電阻不是高精度電阻，有一定的誤差范圍，重新設(shè)置電阻值比例，也可以解決，知道問題，也就沒有去管。

輸入15V，電流17.685A,輸出60V,4A,效率在90.7％，但是因為輸入電流很大，線比較長，會有較大的線損，所以實際上這個電路的轉(zhuǎn)換效率應(yīng)該會在93%左右。

帶載輸出電壓

六、優(yōu)化

電源可以輸出電壓了，可以帶滿載，基本就算成功了，達(dá)到預(yù)期設(shè)計值，剩下還可以提高指標(biāo)，優(yōu)化電路，如不同電感感量對電路有什么影響，芯片工作頻率高低對電路穩(wěn)定性，電路轉(zhuǎn)換效率又會有什么影響等等。不斷地測試，調(diào)試才能更好的熟悉電路。

七、總結(jié)

在設(shè)計電源時，調(diào)試過程是一個不斷嘗試和優(yōu)化的過程。在實際測試中，需要耐心地排查問題，可能需要對電路進(jìn)行修改和優(yōu)化，更換部分元件。通過不斷的實驗和改進(jìn)，最終達(dá)到了滿意的效果。

dcdc電源IC

審核編輯 黃宇