使用 XL6019 的 DC-DC 升压转换器

接线图 2024年10月20日 19:21 46 admin

使用 XLSEMI 汽车/工业级升压/降压-升压/反相 TO263-5L XL6019 芯片来满足此类要求的电路。

其输入电压范围为 5V 至 40V，开关频率固定为 180KHz，因此输入电压水平可以更高（例如 9V）。

该芯片的开关电流为 5A，温度为 25 摄氏度。多圈电位器允许用户将输出电压设置为 12.0V。

芯片的内部 NMOS 减小了 PCB 板尺寸、复杂性和 EMI（RdsON：110mR，25 摄氏度）。

该芯片提供出色的线路/负载调节数字和内部软启动电路。

　电路分析

　　图1为升压转换器的原理图，电路的是XL6019芯片。

使用 XL6019 的 DC-DC 升压转换器第1张

　　根据 XL6019 的数据表，“XL6019 稳压器是一种宽输入范围、电流模式、DC/DC 转换器，能够产生正或负输出电压。它可以配置为升压、反激、SEPIC 或反相转换器。XL6019 内置 N 沟道功率 MOSFET 和固定频率振荡器，电流模式架构可在宽范围的电源和输出电压下稳定运行。XL6019 稳压器是专为便携式电子设备应用而设计的。”

　　USB 是 6 针 USB4125 Type-C 连接器，可处理高达 5A 的电流。图 2 显示了这样的连接器。

使用 XL6019 的 DC-DC 升压转换器第2张

　
　　图 2：USB4125 5A Type-C 连接器
　　R2 和 R3 是 5.1K 下拉电阻，用于指示连接器是高电流负载侧。关于 USB Type-C 屏蔽连接，存在不同意见。一般来说，USB 连接器的屏蔽层（电缆的外环）不应接地，以防 EMI，但一些认为 USB Type-C 有所不同。请在评论中告诉我们您的意见。在此电路中，屏蔽层已接地。
　　D1 是一个 2mm 的小型 LED，用于指示 5V 输入连接。R1 限制流向 LED 的电流。C4 和 C5 是输入电容器，用于稳定开关调节器以防止电流浪涌和输入噪声。C5 必须尽可能靠近控制器芯片的输入引脚。L1 是一个 47uH 电感器，D2 是一个 MBRD835LG 肖特基二极管，它们是升压转换器的两个基本元件。
　　D2 的低正向电压使其适合于其数据表所示的应用：“该开关模式功率整流器采用肖特基势垒原理和专有势垒金属，设计用于开关电源、逆变器和其他电感开关电路中的输出整流器、续流、保护和转向二极管。” R4 和 R5 是反馈电阻，R6 是多圈电位器，用于微调输出电压。使用这些电阻值，输出可以固定在 12V，可以通过修改 R4 和 R5 来实现其他输出电压，但是，应重新考虑输出电容器（C1、C2 和 C3）的额定电压。C1 ... C3 是输出电容器，用于稳定输出并降低噪声。
　　图 3 显示了设计的 PCB 布局。这是一块双层 PCB 板，所有元件均为 SMD。C5 焊接在 PCB 背面，尽可能靠近 VIN 引脚。

使用 XL6019 的 DC-DC 升压转换器第3张

　　图 3：DC-DC 升压转换器的 PCB 布局

　　要为这样的转换器设计 PCB 布局，您必须始终使用铜平面而不是轨道来连接大电流 PCB 网络。接地路径的低阻抗和无环路接地设计（环路应尽可能小）是另外两个必不可少的设计规则。输入/输出旁路电容器的接地引脚应找到短的接地路径，这就是为什么多个 VIA 围绕着接地引脚的原因。USB 连接器的屏蔽引脚已接地（请让我们知道您的意见）。

使用 XL6019 的 DC-DC 升压转换器第4张