开关电源实战（二）DC升压Boost芯片LM2577

系列文章目录

---

---

芯片详解

官方EDA：https://oshwhub.com/quan-guo-dian-sai/dian-sai-mo-kuai-lm2577-adj-ke-diao-sheng-ya-mo-kuai

里面是一个NPN三极管来控制的，Boost升压其实是NPN闭合，后级短路，输入电压直接加在电感上，存储能量，NPN打开的时候，输入电源和电感一起
手册里面说有一个3A的NPN三极管，电感上电流应该有3A，但是后级可能是电容储能放能，导致输出电流只有最大不到1A，这个然后再仔细学一下Boost升压，不过从功率的角度来算其实差不多，5-12V的升压，输入3A，输出差不多1点多A

电感上的电流看来给电容充电和负载供电分开了。

输出负载电流的计算公式，5-12的时候，电流最大800mA

反馈电阻的计算公式

手册里面有些地方看不懂，输出这几个电阻是啥，测试功率的吗？

这个芯片好像还能做FlyBack反激电源

原理图和PCB设计

设计的是5V升压到12V的Boost

电感的下面最好不要铺铜，背面也别铺

焊接测试

焊好所有器件后，测试输出电压情况，电压有11.9V左右，电流有些异常

带载22欧姆的电阻，电流应该只有0.54A，芯片无法工作。
带载33欧姆的电阻 ，电流0.36A，芯片工作一会后，电感会异常发热，芯片也会异常。

看了一下电感的手册，很有可能电感选的不对，额定电流太小了，选的CDRH74型号的电感，原来要注意电感型号，不是光看感值就行，还有就是同一封装的电感，型号不同额定电流也不一样。这里的电感电流就是boost的输入电流，所以这个电流应该蛮大的

这时官方TI用的电感型号，后面尝试换个电感试试，这个自谐振频率要不要注意一下，工作时要远远低于这个频率，否则阻抗很大

后续测试

重新更换这种8040封装的贴片电感

再次测试，情况好了不少，电感不发热了，电流也能跑上去了

测试22欧姆

测试33欧姆，可以看到电感的纹波小了一点

测试100欧姆，纹波更小了，同样，效率也上去了

这样的测试条件下，感觉电感还是不对，按照官方的EDA案例，这个电感的感值和饱和电流参数的选取还是有些问题，这个输入电流很明显超过电感的饱和电流了，在22欧姆下，这样感值应该会急剧下降，电感器的性能明显下降。感值越大，当然纹波更小，但是不能超饱和电流

电感的感值下降30%时候对应的电流就是饱和电流

后续测试

更换个10uh的同型号电感，因为我看到10uh的电感的饱和电流会大一些，但是测试结果说明100uh的电感虽然饱和了，但是感值还远没有降到10uh，所以100uh的电感是需要的，但是封装要换，要用更大电流的。

接22欧姆的输出电压如图所示，33欧姆的峰峰值会小一些，差不多1.5V

对比上面就会发现很面下的纹波变大了，所以电感是选小了

手册里说电感工作频率是52KHz，开关频率越高，电感电流的充放电周期越短，输出电压纹波幅值越小。例如，当开关频率从100kHz提升至1MHz时，纹波幅值可降低约90% 。电感值越大，电流变化率（di/dt）越小，纹波幅值也越小，但需平衡体积与效率。

注意到输出电压这个超过12V了，而且先上升后下降？？？电感器在开关闭合的时候充能，开关断开时通过二极管给电容充电，也给后级电路供电，所以电容电压会先上升后下降，但为啥会稳定在12V？？

同时感值变小了，同样的电流变化下，储存的能量变小了，所以充能需要更大的电流，所以效率也下降了，储能效率下降了，

对比发现效率下降了，输入电流更大了在同样的输出下

这是手册里面的测试图，看CD，看了一看到电感电流上升的时候电压再掉，电感电流下降即二极管导通的时候，电压上升了，并且不断下跌，所以这样就能解释了，示波器后面一段平的并不是平的，是量程太大了，其实是在一点点往下掉的。

对比一下就能看出，工作的不太正常，三角形那一段是电感在放电，平的那一段电感在充电，充电时间长，放电时间短，而且一对比100uh的电感时候，工作状态还蛮正常的，就是纹波大了一些

10uh为啥会出现这样的情况呢，感值变小，输入电流变大，电感的电流也变大，导致电容电压变化不稳定，先上升后下降，但电感电流一直在变小，后面全靠电容稳压，全靠大电容。这个阶跃也很好理解，电感回去充电了，少了一部分电流，电容供电瞬间变大，电压会瞬间降低一部分，电容上的电压不能突变，那么这里为啥会有个类似阶跃的电压变化呢？？？

电感电流有一部分用于给负载供电，电感突然切换到充电，这部分电流没了，那么就需要电容来供电，所以电容电压会骤降，降下来之后，电流变小了，就曲线变平缓了。

这样也能理解为啥10uh的曲线是三角形了，是电感放电中，能量存储的不够，导致还没进入充电状态，电感电流不足以支撑电压缓降，直接降到底了。

感觉还有很多说不通的地方，还得学习，这个电压变化感觉还是很怪，纹波应该是三角形的，为啥会出现这种阶跃，太怪了

电感选取

大电感

电感损耗包括铜损（绕组电阻损耗）和铁损（磁芯损耗）。大电感通常需要更多匝数，导致铜损增加；而小电感可能在轻载时因电流断续（DCM模式）导致效率下降。趋肤效应等损耗减小

MOS管的有效电流减小，纹波小了，MOS管上损耗的也小了

电感值越大，电流变化率越慢，系统对负载突变的响应时间越长，可能导致输出电压波动。但是纹波小

大电感能显著降低电流纹波，这对噪声敏感的电路（如射频模块、精密ADC）至关重要。例如，在Buck电路中，若输入电压为12V，输出5V，开关频率500kHz，当电感值从1μH增加到4.7μH时，纹波电流可减少约80%。

大电感更容易维持CCM模式，避免DCM模式下的效率损失和输出电压波动。

局限性：
体积与成本
大电感占用更多PCB空间，尤其在高功率应用中，电感体积可能成为设计的瓶颈。例如，100μH的功率电感体积可能是10μH电感的3倍以上。

动态响应差
在负载突变时（如从10%跳变到90%），大电感需要更长时间调整电流，可能导致输出电压超调或欠调。例如，某Boost电路在电感从2.2μH增加到10μH时，恢复时间从20μs延长至80μs。

饱和风险
大电感可能需要更高的饱和电流规格，否则在高负载时可能因磁芯饱和而失效。

小电感

小电感的优缺点分析
优点：
体积小，成本低
小电感更适合便携式设备（如手机、TWS耳机），例如1μH的绕线电感体积仅3mm×3mm。

动态响应快
小电感允许更高的di/dtdi/dt，在负载突变时能快速调整电流。例如，某Buck电路在电感从4.7μH减至1μH后，瞬态响应时间缩短了60%。

轻载效率提升
在DCM模式下，小电感的开关损耗可能更低，适合低功耗应用场景（如IoT设备待机模式）。

小电感的DCR会比较小，导通损耗小，效率会提高

小电感的饱和电流高，在同样的给定动态性能要求下，输出输出电容可以小一些

缺点：
高纹波电流与EMI问题
小电感会导致更大的电流纹波，增加输出电容的负担，并可能引发EMI问题。例如，某Boost电路中，电感从4.7μH减至1μH时，输出电容的RMS电流增加了3倍。
强制进入DCM模式
轻载时容易进入DCM模式，导致输出电压纹波增大，环路稳定性变差。

权衡

根据应用场景权衡
高功率设备（如服务器电源）： 优先选择大电感，以降低纹波和损耗。
便携式设备（如智能手表）： 选择小电感以节省空间，但需优化布局降低EMI。
动态负载场景（如CPU供电）： 折中选择电感值，兼顾纹波与瞬态响应。