做一款大功率boost升压电源IC FP5207：15V升压60V 240W

电源管理IC小莫 2024-03-21 1076

电子说

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描述

制作大功率 Boost 升压电源是一项充满挑战的任务，但也是一次非常有成就感的经历。在这个过程中，我深刻体会到了理论与实践的差距，以及耐心和细致的重要性。

首先，设计阶段需要充分考虑各种因素，如输入电压范围、输出电压需求、电流负载能力，器件选型等。这需要对电路原理有深入的理解，并进行精确的计算和模拟。

在实际制作过程中，遇到了一些意想不到的问题，如电路的设计功率不足、散热问题等。通过不断地调试和改进，才能逐渐找到了问题所在，这让我明白了实践出真知的道理。

下面这次制作是通过设计一款DC-DC转换电路，FP5207是异步升压控制IC，透过EXT Pin控制外部NMOS，输入低启动电压2.8V与宽工作电压5V~24V，单节锂电池3V~4.2V应用，将Vout接到HVDD Pin；精准的反馈电压1.2V，内置软启动，工作频率由外部电阻调整；过电流保护，检测电感峰值电流,检测电阻Rcs接在CS与GND之间。

一、准备电子元器件

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BOM表

电子元器件的选择不是只需要确定一个值就可以了，还要确定这个器件在电路中担任的是什么角色。比如同样是电阻R1、R2、R6、R7的阻值精度就要求高一些，R1，R2是作为启动电压限制电阻，确保电路在电压过低时电路不启动，以保护电路；而R6、R7作为反馈采样电阻，精度越高反馈越精准，输出电压的误差才越低。所以器件的选型也是一个不可忽视的重要工作，尤其关于器件耐压，功率限制等等。

二、设计要求

这次所用的电路结构是升压(BOOST)结构，就是把电压提高到需要的电压，比如电瓶的电压是12V的，当一个设备是电池供电，需要一个或多个电压，可以比电池电压高也可以比电池电压低，这时候就需要电路进行电压转换。把12V电压升高或者降低到需要的电压，当然这种方法有很多，电路结构也很多。

这次我们做一个升压电路，主要是锻炼我们的动手能力。

输入电压：15-24V

输出电压：60V

最大输出电流：4A

最大输出功率：240W

三、根据图纸焊接

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PCB布板

根据电路进行PCB布板，因为功率比较大对PCB布板的要求也比较高，不建议使用洞洞板进行焊接。

根据图纸把元器件做一个大概的布局，一定要合理布局，画PCB电路板，合理布局可以避免非常多的问题。第一次布局也不用要求太完美，尽可能的布局合理就行，飞几根线是没问题的，包括做产品也是，一定要先实现功能，先期不要把不重要的工作耽误太多的时间。

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PCB板

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这里布局有一个大概的思路，确定电源输入输出端，先大概布局电流回路，尽量缩短电流回路，之后芯片的地线作为电路的基准要靠近电流回路的地线，升压电路尤其要注意输出电容的地线要靠近芯片的地线避免干扰。功率MOS管和整流二极管会发热，一定要加散热片，把散热片的位置预留出来。

四、通电测试

在焊接完成后，一定要检查好输入输出电路是否有短路，观察板子有没有焊锡渣。

在不熟悉电路时，要单独测试电路，不要一开始就整机调试，具体方法是，稳压电源调到15V，电路图中的电阻R10断开，输入端接上稳压电源，这时用万用表测量1脚电压，如果有8V电压，说明芯片内部基准电路工作了，测试3脚补偿脚电压应该为1.2V左右,8脚是脉冲输出，万用表测不到，要用示波器观察，如果没有示波器，就不用测试驱动波形了。

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8脚空载波形

7脚通过电阻连接到电源输入端，此处芯片没有做稳压电路，直接用的电源电压15V，只要不超过24V，实验是没有问题的，如果要想稳定，可以使用三极管稳压电路，将超过20V的电压稳定在20V对芯片供电，对电源电压的波动会好一点，现在没有采用三极管稳压电路，只是为了实验，没有做极端测试。

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8脚带载波形

五、调试

在测试过程中，发现哪里有问题，再做调试。

遇到的问题，开始启动带载的时候，输出没办法达到240W，发现是稳压电源的最大输出电流只有10A，因为启动时的电流较大，要达到240W输出，电源端最少要25A的输出电流，更改稳压电源的最大输出电流设置后就可以输出240W了。电压也可以稳定输出60V,这里显示60.345V,是可以稳定到60V的，主要是因为电阻不是高精度电阻，有一定的误差范围，重新设置电阻值比例，也可以解决，知道问题，也就没有去管。

输入15V，电流17.685A,输出60V,4A,效率在90.7％，但是因为输入电流很大，线比较长，会有较大的线损，所以实际上这个电路的转换效率应该会在93%左右。

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带载输出电压

六、优化

电源可以输出电压了，可以带满载，基本就算成功了，达到预期设计值，剩下还可以提高指标，优化电路，如不同电感感量对电路有什么影响，芯片工作频率高低对电路稳定性，电路转换效率又会有什么影响等等。不断地测试，调试才能更好的熟悉电路。

七、总结

在设计电源时，调试过程是一个不断尝试和优化的过程。在实际测试中，需要耐心地排查问题，可能需要对电路进行修改和优化，更换部分元件。通过不断的实验和改进，最终达到了满意的效果。

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dcdc电源IC

审核编辑黄宇

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