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。

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~~~

实用的可将锂电池电压转为12～3V的低压差稳压、充电电路

经常在网上看到有电子爱好者在求一款可将单节锂电池电压转换成1.5V或3V的简单稳压电路，以便代替小家电中的单节或两节干电池。我们知道，普通的LM317可调稳压IC的最低输出电压虽然可以调至1.2V，但其正常工作时要求的压差（输入电压与输出电压之差）不低于3V，故该IC不适合用于这类低电压的转换电路。下面我们介绍一款采用低压差稳压IC构成的3.7V转1.2～3V稳压电路，其最大输出电流可达1A，并且还可以给1～2节镍氢电池充电。

1、输出固定电压的低压差稳压电路

▲ 输出固定电压的低压差稳压电路。

上图中的AMS1117是一款常用的低功耗（静态电流约5mA）、低压差稳压IC，其最高输入电压为15V（极限值为20V），最大输出电流为1A。在负载电流为1A时，其压差最大为1.2V（LM317工作时要求的最小压差为3V），并且负载电流越小，压差也越小。

▲ SOT-223封装的AMS1117的外形。

AMS1117的输出电压有固定版和可调版两种。固定版的AMS1117的输出电压有1.2V、1.5V、1.8V、2.5V、3.3V和5.0​V多种，可以根据实际需要来选用。 图1电路选用的是AMS1117-1.5，其输出电压为固定的1.5V电压（AMS1117后缀的数字表示输出电压）。由于AMS1117的压差最大也只有1.2V，故本电路在输出1.5V电压时，只要输入电压≥2.7V即可（若采用LM317，要求输入电压≥4.5V）。该电路可以将单节锂电池的电压转换成1.5V电压，输出电流最大为1A。若需要2.5V的输出电压，可以选用AMS1117-2.5。

2、输出电压可调的低压差稳压电路

▲ 输出电压可调的低压差稳压电路。

若AMS1117输出的固定电压​没有所需的，此时可以选用AMS1117adj，这种带有后缀adj的输出电压可以通过外接电阻来调整。AMS1117adj的输出电压可在1.25～13.8V范围内调整。

上图中的输出电压由电阻R和RP决定，当R和RP采用图示数值时，输出电压为13.8V（要求此时的输入电压Vin为15V）。改变RP的阻值即可获得其他的输出电压。

▲ TO-220封装的LM1117adj。

AMS1117adj一般都采用贴片封装，若嫌焊接不方便，亦可以选用TO-220封装的LM1117adj​。LM1117的电参数与AMS1117基本一样，也是一款低压差稳压IC，并且LM1117的 引脚排列与LM317完全一样，其①脚为adj端，②脚为输出端，③脚为输入端。

3、低压差恒流充电电路

▲ 低压差的镍氢电池充电电路。

上图中的AMS1117adj接成一个低压差的恒流源，​其输出的恒定电流（即电池的充电电流）为1.25V/R，若R取3.9Ω，则电池的充电电流约为320mA。改变R的阻值即可调整充电电流的大小。由于流过R的电流为320mA，故要求R的功率≥0.5W。本电路可以给单节或两节串联的镍氢电池（或镍镉电池）充电。在给单节镍氢电池充电时，只要输入电压≥3V即可，若给两节镍氢电池充电，可以选用手机充电器输出的5V电压。二极管VD为防倒流二极管，为了减小电压损耗，这里选用正向压降小的SR160或1N5819肖特基二极管。

▲ 成品的AMS1117电源模块。

现在市场上也有卖各种成品的AMS1117降压稳压模块，使用很方便，只要接入合适的输入电压，即可正常工作。有的模块上还带有LED电源指示灯。​

若想了解更多的电子电路及元器件知识，请关注本头条号，谢谢。

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