升壓晶片很簡單(一),快速選擇升壓晶片+利用升壓晶片設計LED電源

2020-12-03 21IC中國電子網

升壓晶片在電子電路中應用較多,但對於升壓晶片,很多朋友並不了解。本文對於升壓晶片的講解,將基於兩大方面:一、如何基於XL6009升壓晶片設計LED閃光燈電源,二、如何快速選擇直流升壓晶片。如果你對本文即將要講解的內容存在一定興趣,不妨繼續往下閱讀哦。

一、基於XL6009升壓晶片的LED閃光燈電源設計

1、系統方案

本系統由輸入直流電源經過開關型升壓電路轉換,輸出12V電壓,為恆流源電路提供工作電壓。通過按鍵控制單片機內部的D/A輸出信號,使恆流源電路輸出恆定電流。此時負載兩端的電壓值大於設定值時,由單片機內部A/D信號控制報警模塊報警。系統結構框圖如圖1所示:

2、升壓電路分析

電路主要由XL6009升壓型直流電源變換器晶片、肖特基二極體B54以及電感組成。XL6009的3腳輸出為方波信號。作為開關,當3腳輸出低電平時,D1截止,電感L1作為儲能元件儲存電壓,電容與RV1和R1組成一個迴路放電,使輸出電壓下降;當3腳輸出高電平時,D1導通,電感L1向電容兩端充電,輸出電壓升高。RV1與R1是XL6009內部組成的電壓放大器,作為負反饋穩定輸出電壓,由電阻RV1和R1控制電壓放大倍數。升壓模塊電路原理圖如圖2所示:

3、恆流源電路設計

該電路主要由LM358運放和P溝道場效應管F9530N組成。當D/A輸出電壓(即2腳電壓)升高時,LM358的1腳輸出電壓減小,F9530N的門極G和源極S電壓增大,控制SD間電壓減小,使負載和地之間電壓增大,採樣電壓隨之增大,使LM358的3腳電壓跟隨2腳電壓變化,從而起到恆流作用。通過開關通斷,切換不同的負載,使輸出電流滿足不同檔位恆流的要求。恆流源電路原理如圖3所示。

4、輸入電源的分析計算

輸入電壓為3.0~3.6V,所以選擇額定輸出電壓為Uout=3.6V的鋰電池。根據最大輸出功率是Pmax=10V*0.6A=6W,按系統整機效率80%計算,則輸入電源的輸出功率Pout=Pmax/0.8=7.5W,輸入電壓的輸出電流I=Pout/Uout=2.08A。一節乾電池最大輸出電流為2.2A,為保證續流能力,故選擇兩節3.6V鋰電池。

5、提高效率的方法

(1)F9530N為低壓差場效應管,屬於電壓控制型器件,它的導通幾乎不會消耗電流,功耗極小,故選擇F9530N來提高效率。

(2)採樣電阻的阻值很小,功耗相對較小。

(3)電源的接線採用粗銅絲導線,內阻非常小,對應的損耗小,提高了輸出功率,故效率有所提高。

6、系統測試結果及分析

當接上負載,在連續輸出模式下,對應的輸出電壓、輸出電流及相對誤差如表1所示:

從表1中可以看出,當接上負載,在連續輸出模式下,輸出電流可設定3個檔。最高輸出電壓為10.23V,最大輸出電流相對誤差為1%,LED閃光燈可正常工作,具有控制精確,誤差小,並有高精度實時顯示電壓和電流大小的優點。

二、直流升壓晶片快速選擇指導

由於升壓晶片種類繁多,因此對於新手來說升壓晶片的選擇就顯得有些困難,應該參考哪些參數?各種各樣的參數又對電路起著怎樣的作用?在本文中,小編將介紹一種較為快速對DC-DC升壓晶片進行選擇的方法。

首先需要確定的,就是輸入與輸出電壓,一般而言,DC-DC輸入電壓範圍較寬,不過還是儘量接近實際輸入值,這樣能夠實現效率較高。其次看是否隔離輸出,這一點要根據設計需要而言,一般第一級電源採用隔離型較好,內部用於不同電壓等級的應用,可採用非隔離型,降低成本。

當然,如果作為輸入或輸出隔離器件使用,如需要兩側供電的光電隔離器等。還要看紋波和電磁兼容性能,一般工業應用選擇IEC三級足以。最後還要看效率,效率越高,電路板能耗越小,重要的是發熱也小。

從結構與周邊的電路簡單程度來看,DC-DC升壓晶片可以分為三種類型,即PWM、PWF、電荷泵。

以上便是此次小編帶來的「升壓晶片」相關內容,通過本文,希望大家對如何基於XL6009升壓晶片設計LED閃光燈電源具備一定的認知,並對如何快速選擇直流升壓晶片有所了解。如果你喜歡本文,不妨持續關注我們網站哦,小編將於後期帶來更多精彩內容。最後,十分感謝大家的閱讀,have a nice day!

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