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

电容两端电压不能突变。
通交流、阻抗低频;通高频、阻抗低频。
1.1.2电感

通过感应上的电流不能消失。
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,感应充电,电阻短路,当2.2us后感应上电流达到2.4A。
开关断电,电源流经电感(电源电压+电感电压,达到升压,警告电流)为电阻供电,2.4A的电流流过电阻,电阻外接电压达到12v。
但是,若开关关闭,邻又被短路,邻邻电压随开关关闭与中断变化。
1.2.2 二极管的作用
开关关闭,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)向电容充电,并为电阻供电。
右图,开关闭合,电源向电感电压,阻隔电流;电容(达到电源电压+电感电压)向电阻电流。
实际上,将开关换成MOS管,MOS管导通,电源给电感充电,电容给电阻电阻;MOS管断路,电源电流流经电感向电容充电,给电阻电阻供电。
1.2.3注意事项

升压到12v时,输出电流只有0.25A,需驱动电机。
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,截止终点,电源给电感、电容充电,给负载供电。
但通过感应上的电流不能中断,感应上感应出反向电流,使得负载端的电压不足12v,使
,如右图。
随着时间增加,负载上电压减少,负载电压上升,若时间长,负载上电压将降为0v,负载上电压变为12v,因为负载上电流不变,则出现暂时导线。
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,警告。此时警告上电压减小,负载负载的电压也减小,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 布局指南
- 应用实例
- 封装参数图
2.1.2管脚信息


2.2原理图分析

2.2.1自举电容
(1)基本信息
连接到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


2.2.2 续流简介
(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:设置应力
(2)原理

- 原理:R1,R2抵抗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牵引之间取得良好的平衡。
- 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:均辅助。
其中为Vin激励的选择电容C3和C4,一大一小(外圈100倍),小电容滤高频,大电容滤低频。
R1:分压,可调节EN阈值。
以上功能需求采纳手册建议。
三、陈氏总结——电梯电路

DCDC升压电路

DCDC降压电路
电梯电压电路均使用电容电感,但位置不一样则功能不一样,总结如下。

四、基于MP1484DN芯片的PCB设计要点
3.1准备工作
下载对应的DCDC芯片数据手册对以下内容进行初步解读
- 初步了解DCDC的功率及转换电压范围
- 对芯片最大的电流进行解读
- 对DCDC的管脚定义进行了解
- 是否为高热量转换芯片
- PCB 布局指南



3.2原理图

分析原理图,实现“内心有环”,“环”是指有大电流(主干道)流过的闭合回路,环面积越小越好,结构紧凑。
原理图中的“环”是一个完整的电路环,在PCB中的体现是该回路,另外还有更多同标签的片铜。
3.3PCB布局
心里有环,环要最小。

输入、输出回路

同标签的铺铜
(1)按照原理图,先随意放置所有器件
(2)先机架输入和输出主干道上的器件
原则:兼顾输出输入环红色(红色)和环(绿色)都要最小,各个管脚相连最近。例如C2的正近IN,负接近GND。
(3)反馈网络,使能网络,SS角,COMP角:靠近主芯片管脚。
(4)BS管脚:阻挡主干道,放在背面。
3.4PCB布局
(1)显示全部,打开飞线,考虑布线。
(2)在支架器件时,器件结构最简洁,使电源路径最短。
(3)布局时注意环路面积。
(4)器件归中对齐,调整尺寸。
(5)元件件需合理放置时,压缩机电容在电源路径上保持先大后小的原则。
(6)注意留出打孔和铺铜的空间,电源模块输入/输出通道通流能力。
(7)对于输出多路的开关电源尽量使电感之间垂直放置,大电感和大电容尽量安装在主器件面
3.5铺铜与打孔
(1)主干道铺铜;非主干道走线。
(2)打孔换层的位置须考虑滤波器件位置,输入应打孔在滤波器件输出之前在滤波器件之后,这样才是经过的辅助后的信号。
(3)在铺整块地的铜时的步骤:(铺地的铜与其他铜之间是没有连接的)
- 切割板外观
- 铺铜管理器中进行铺铜
- 选择铺铜的外围是板形
- 选择铺铜层为GND
- 下面选择第二个为去死皮
- 应用
(4)在输出处的打孔,覆盖上绿油,防止监护信号干扰;在主芯片处的打孔不用覆盖绿油,更不用说。

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