使用DCDC升压电路——MT3608芯片

本文介绍了利用MT3608芯片为攀藤颗粒物检测传感器(4.5V-5V、100mA)设计升压电路的过程。通过N76e003单片机和“达林顿管”(S8050和S8550)控制升压电路,确保输出0/5V。详细阐述了达林顿管连接方式以及升压参数选定,包括R1和R2采样电阻的计算,以达到4.95V左右的输出电压,满足传感器供电需求。

0、引言

几个月前又做了个玩具,需要用到攀藤颗粒物检测传感器(4.5V-5V、100mA),使用单块锂离子电池(3.7v)供电,最后选择使用MT3608芯片升压到5V对其进行供电,N76e003单片机作为主控芯片,使用S8050和S8550组成“达林顿管”进行控制,最终实现单片机控制升压电路的目的。

1、达林顿管连接

因为MT3608芯片的使能端,无法直接关断输出(保持锂电池电压),故选择使用两个三极管组成复合管(达林顿管连接),对其进行控制,以期实现对最终输出电压的0/5V控制。
组成复合管这样做的目的是为了增大电流放大倍数,最终所具有的放大倍数,是两个三极管放大倍数的乘积。在这里插入图片描述
下图中EN为单片机控制IO(PP),+Bat为锂电池正极,3608VCC为升压芯片输入电压,R36电阻为下拉,保持电平“清晰”。
在这里插入图片描述

2、升压参数选定

MT3608基本应用电路和效率曲线如下图所示,其中R1、R2为采样电阻,通过下图2的公式进行计算;EN为芯片使能管脚(使能后可以进行升压,失能后无法完全关断,会保持电池电压输出),故在应用电路中直接将EN与VIN连接。
在这里插入图片描述
本次设计输出电压为5V,故根据下图公式计算得——》R1/R2=22/3;R1、R2电阻选型在常见阻值电阻中进行选择,故R1=16k(1%)、R2=2.2k(1%),按照下图得计算公式,理论输出电压为4.96V左右,实际电路输出电压在4.95V左右,符合攀藤传感器供电要求(4.5V-5V)。

输出电压计算公式
下图中,+OUT为升压输出端,3608VCC为输入电压端,C1、C2均为22uF陶瓷电容(建议使用低ESR陶瓷电容器),电感选用22uH,VD2为肖特基二极管SS34。R14&R15为采样电阻R1、R2
在这里插入图片描述

<think> 嗯,我现在需要解决用户关于MT3608升压芯片无法稳压的问题。首先,用户提到输出电压随输入电压变化,说明反馈回路可能有问题。根据之前的知识,这种情况通常与反馈引脚(FB)有关。首先要检查反馈电阻的连接是否正确。 接下来,需要考虑电阻值是否计算错误。MT3608的典型反馈电压是0.6V,所以分压电阻的比值必须符合Vout = 0.6 * (1 + R1/R2)。如果电阻值选错,比如R1太大,输出电压就会偏高,并且可能不稳定。这时候应该用万用表测量实际电阻值,确认是否与设计一致。 然后,用户可能使用了不合适的电阻类型。比如碳膜电阻的精度不够,温漂大,可能导致分压比变化。建议更换为1%精度的金属膜电阻,尤其是R2,因为它的值较小,对精度影响更大。 布局问题也是常见原因。反馈回路走线过长会引入噪声,或者靠近电感等噪声源,干扰FB引脚的电压。需要检查PCB布局,缩短走线,远离干扰源,并用地平面屏蔽。 输入输出电容的选择也不容忽视。如果电容值不足或ESR过高,可能导致输入电压波动影响输出。应确保输入电容至少10μF,输出电容22μF,且使用低ESR的陶瓷电容。 此外,负载过轻可能导致芯片进入断续模式,输出电压不稳。用户可以在输出端加假负载,比如1kΩ电阻,测试是否改善。 芯片焊接问题或损坏的可能性也要排查。重新焊接FB引脚或更换芯片,排除硬件故障。 最后,确认输入电压是否在规格范围内。MT3608最低输入电压2V,如果低于此值,芯片可能工作异常。同时,过高的输入电压超过芯片耐压也会导致故障。 总结下来,用户需要逐步检查反馈电阻、布局、电容、负载以及芯片本身,逐一排除可能的原因。如果问题仍未解决,建议重新设计反馈电阻并优化PCB布局。 </think> MT3608输出电压随输入电压变化的主要原因是**反馈回路异常**,导致芯片无法检测实际输出电压。以下是系统性的解决方案: ### 一、核心问题排查 1. **反馈电阻配置错误**(最常见原因) - 检查分压电阻 $R_1$ 和 $R_2$ 的连接(FB引脚需接在$R_1/R_2$中间点) - 验证电阻值是否符合公式: $$ V_{out} = 0.6 \times \left(1 + \frac{R_1}{R_2}\right) $$ 例如要求12V输出时:$R_1/R_2 = (12/0.6) - 1 = 19$ 2. **元器件选型问题** - **电阻精度**:必须使用1%精度的金属膜电阻 - **电容失效**: - 输入电容 $C_{in}$ ≥10μF(低ESR陶瓷电容) - 输出电容 $C_{out}$ ≥22μF(X5R/X7R材质) - **电感饱和**:确保电感饱和电流 > 2A(建议4.7μH~22μH功率电感) ### 二、PCB设计缺陷修正 1. **反馈走线干扰** - FB走线需远离电感和SW节点(至少3mm间距) - 采用"星型接地":FB的GND直接连接芯片GND引脚 ```plaintext [优化布局示例] Vout ──R1─┬─FB │ R2 │ GND ──────┘(直接连接到芯片GND引脚) ``` 2. **地平面分割问题** - 禁止将功率地(SW/电感下方)与信号地(FB回路)混合 ### 三、芯片保护机制触发 1. **欠压锁定(UVLO)** - 输入电压 < 2V时芯片停止工作 - 解决方案:提升输入电压或降低启动负载 2. **过温保护(OTP)** - 芯片温度 > 150℃时自动降频 - 加强散热:增加铜箔面积或添加散热过孔 ### 四、进阶调试步骤 | 步骤 | 检测点 | 正常值 | |------|--------|--------| | 1 | FB引脚电压 | 0.6V±2% | | 2 | SW引脚波形 | 连续方波(无异常振荡) | | 3 | EN引脚电压 | >1.2V(使能状态) | | 4 | 电感温度 | <85℃(满载工况) | > **关键提示**:若FB电压偏离0.6V,优先检查$R_2$是否虚焊(该电阻失效将直接导致输出电压失控)[^1]。 ### 五、替代方案验证 若问题仍未解决: 1. 更换反馈电阻为精密可调电阻临时调试 2. 使用外部基准源强制FB电压至0.6V测试 3. 检查芯片批次(曾发现TL*后缀版本有固件缺陷)
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