一款锂电池同步整流升压电路，看完就能理解所有Boost升压电路
简介
Boost升压电路原理
500kHz 5V 高效同步PWM Boost升压转换器FP6276A
简介
我们在设计需要有些需要锂电池的产品中，由于锂电池正常工作电压范围在2.9V~4.2V之间，对于那些高于4.2V的电路，比如5V的电路，锂电池的供电电压就是不够的。这样我们就需要用到升压电路，来实现升压的功能。这里我们对锂电池的升压电路设计采用的是Boost升压电路结构。
Boost升压电路原理
我们知道大部分DC-DC电压转换芯片大都是采用Boost升压结构的形式，其主要由升压电感、二极管、和电容组成。结构图如下:
Boost升压电路是通过控制开关通断，来控制电感存储和释放能量，从而使输出电压比输入电压高。
在开关闭合时，电感通过图中回路1存储能量，此时二极管截止，后级电路由电容供电；
当开关断开时，电感通过图中回路2释放能量，此时二极管导通，电感给电容充电并为后级电路供电。
所以我们可以发现，在开关断开时，二极管两端存在压降，如果后级电路工作电流很大的话，那么这个二极管是在消耗很多的电能。所以在设计Boost电路时，对二极管的参数选型也很重要。
所以如果在输出电流很大的情况下，那么这个电路就变得不是那么的十分完美，因为这个二极管消耗了电能。在这个电路中我们发现这里的二极管也是起到开关的作用，于是我们就想到在二极管导通时，使用内阻极低的mos管来替代这个二极管，这样mos管上的压降就很小，耗电也就小。这种方法就是我们常说的同步整流 。这里我们就很明显的知道了，同步整流电路的工作效率比传统二极管整流电路效率要高。对于锂电池这种本身电量有限的电源，使用同步整流升压给后级电路供电是最合适的方案，市场中有很多充电宝都是使用二极管整流，这种整流电路充电效率就没有同步整流的高了。下面就为大家介绍一款同步整流芯片。
500kHz 5V 高效同步PWM Boost升压转换器FP6276A
FP6276A具有输入电压范围2.4V~4.5V，可以看到这个完全是为单节锂电池升压设计的。其静态电流<1uA,具有过温保护，过压保护，过流保护等功能，其他具体详情请查阅数据手册，这里就不作过多介绍。
下面先看下FP6276A的引脚相关相信，如下图：
其内部结构框图如下：
FP6276A典型应用电路如下：
从FP6276的典型应用电路可以看出它和传统的二极管整流最大的差别就是没有整流二极管，这里是通过集成在芯片内部的mos进行整流的。
电路中输出电压通过两个电阻分压反馈来实现输出电压的稳定，Vout=0.6V * ( 1 + R1/R2 )。
电路中是通过调节电阻R3来实现电路限流保护的，Iocp = (180000/R3) + 0.2。电阻必须在37.5k和300k之间，电流限制正在5A和0.8A之间。
最后再看下FP6276A升压电路layout布局建议，如下图：
FP6276A升压电路layout布局建议
朋友们，你们都有什么好的同步整流升压转换器可以推荐呢？欢迎留言告诉我，好了，这个超过效锂电池同步整流升压电路就介绍到这里，下次将使用这个电路设计一个移动电源充电宝，欢迎大家关注我的头条——单片机嵌入式爱好者 ！分享是种美德，如果觉得此文讲的不错的话，欢迎给个转发分享给更多的朋友。有什么问题也欢迎评论一起交流。
如何设计电路，能让单节锂电池，稳定地输出5V电压？
对锂电池稍微有点了解的小伙伴，应该都知道一个事实
单节锂电池，它的电压是在3.0V~4.2V之间
不同类型的单节锂电池，电压的范围是相同的，不同的是电池的容量不一样。比如有些单节锂电池，它的电池容量是3700mAh，而有些则是4500mAh。
尽管电池的容量不一样，但就单节锂电池而言，它的电压范围始终维持在3.0V~4.2V之间。充满电的时候，最大电压不能超过4.2V；用完电的时候，最低电压不得小于3.0V。
单节锂电池
这就是锂电池的一些基本电路特性。
问题来了，如果我们在开发一个项目的时候，遇到锂电池供电，而且还是单节，电路的其他部分则需要5.0V供电，这个时候作为工程师，应该怎么办呢？
其实这个问题，按照锂电池的电路特性，就可以转换为如何设计一个电路，能使单节锂电池，持续稳定地输出5.0V电压？
也就是如何设计一个电路，能让3.0V~4.2V的电压，转换输出5.0V电压？
分析到这，问题是不是容易理解了一些，简单概括为就是设计一个DC-DC升压电路，升压电路的输入部分，它的电压是3.0V~4.2V；升压电路的输出部分，就是固定的5.0V。
（此处已添加圈子卡片，请到今日头条客户端查看）电路设计的核心功能部分，现在已经清楚了。只是还有一点，需要提醒一下，根据芯片哥多年的电路项目方案开发经验和芯片的销售经验，一般遇到电池供电，无论是锂电池，还是铅酸电池，它对电路的静态功耗都有一个隐形的要求。
静态功耗越低，电池供电的时间就越长；相反，静态功耗越高，电池供电的时间就越短；如果设计的电路，其他功能都是OK的，但静态功耗却很高，达不到产品要求，这个电路的设计也是失败的。
基于此，MT3608这个型号的DC-DC升压电源芯片，就能达到这个电路的设计要求。
01 MT3608电源芯片基本功能
既然MT3608是一个升压功能的DC-DC电源芯片，那么就有两个比较核心的问题，一个是它的输入电压范围是多少？另一个是它的输出电压是多少？
MT3608电源芯片规格书截图
芯片哥查看它的数据手册规格书，发现MT3608电源芯片，它的输入电压最低可以支持到2.0V，最高可以支持24.0V，也就是输入电压范围是在2.0V~24V之间。
这显然是符合单节锂电池电压范围的。
另外一个就是它的输出电压，同样可以通过查看它的规格书，发现最高可以输出28V，显然也是符合5.0V电压输出的要求。
至于静态功耗，可以做到0.1uA，也就是100nA，已经达到了nA级别了，符合要求。
02 MT3608电源芯片应用电路
基本功能达到要求后，再来看一下MT3608电源芯片的具体应用电路图。
MT3608电源芯片应用电路
在这个电路中，可以看到输出电压是具有负反馈调节功能的，也就是说它的输出电压是可调的，不是固定不变的。
具体的调节过程，可以参考下面的表达式
Vout = Vref * （1+R1/R2）
Vout是电源芯片的输出电压，Vref是电源芯片内部负反馈的参考电压0.6V，R1和R2电阻是调节电阻。通过改变这两个电阻的阻值，就能实现电源芯片输出电压可调的功能。
举例说明
按照3.0V~4.2V输入，升压后，输出5.0V的功能要求，如果R2的阻值设定为10K，那么R1的阻值就必须为73.3K，才能让MT3608电源芯片输出5.0V电压。
MT3608电源芯片VIN引脚，是电源输入引脚，直接连接单节锂电池；SW引脚是电源芯片5.0V电压的输出引脚，EN引脚是电源芯片的使能控制引脚；
EN连接到高电平，MT3608电源芯片正常输出；若EN连接到低电平，电源芯片就失去输出功能了，就处于自己关闭阶段，进入休眠了。
至于电感L1和肖特基二极管D1，它俩是作为BOOST升压电路的必要部分，是不能省去的。还有一点，可能小伙伴会问，这个电路，它的电流驱动能力怎么样啊？
芯片哥告诉你，MT3608电源芯片，它的电流输出可以达到2A。对于单节锂电池，2A的电流输出能力，是妥妥足够的。
03 末尾
写到这，是不是明白了怎样设计一个电路，能让单节锂电池，稳定地输出5.0V电压了。这只是一个小小的电路开发案例，芯片哥希望小伙伴们能够明白，遇到电路问题时，是如何化繁为简，一步一步将问题解决的。
正所谓授之以鱼，不如授之以渔~~~
本文由【芯片哥】原创撰写，请持续关注芯片哥，后面会定期更新有关于电子元器件和芯片，包括一些电子产品项目开发案例的相关内容。
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