一、DCDC簡易電路原理

DCDC電路是直流轉(zhuǎn)直流電路，將某直流電源轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌妷褐档碾娐罚譃樯龎弘娐泛徒祲弘娐贰?/p>

1.1電容、電感基礎(chǔ)知識

1.1.1電容

電容兩端電壓不能突變。

通交流、阻直流；通高頻、阻低頻。

1.1.2電感

通過電感上的電流不能突變。

通直流，阻交流；通低頻，阻高頻。

1.2升壓電路原理

1.2.1電感的作用

如上圖，開關(guān)閉合，電感充電，電阻短路，當(dāng)2.2us后電感上電流達(dá)到2.4A。

開關(guān)斷開，電源流經(jīng)電感（電源電壓＋電感電壓，達(dá)到升壓，電感放電）為電阻供電，2.4A的電流流過電阻，電阻兩端電壓達(dá)到12v。

但是，若開關(guān)閉合，電阻又被短路，電阻兩端電壓隨開關(guān)閉合與斷開變化。

1.2.2二極管的作用

開關(guān)閉合，電源向電感充電，電容、電阻短路。

左圖，開關(guān)斷開，電源流經(jīng)電感（電源電壓＋電感電壓，達(dá)到升壓，電感放電）向電容充電，并為電阻供電。

右圖，開關(guān)閉合，電源向電感充電，二極管隔離兩邊電路；電容（達(dá)到電源電壓＋電感電壓）向電阻放電。

現(xiàn)實(shí)，將開關(guān)換成MOS管，MOS管導(dǎo)通，電源給電感充電，電容給電阻放電；MOS管斷開，電源電流流經(jīng)電感向電容充電，給電阻供電。

1.2.3注意點(diǎn)

升壓到12v時，輸出電流只有0.25A，不足以驅(qū)動電機(jī)。

所以需要并聯(lián)許多節(jié)干電池，增加輸入電流才行。既然有這么多干電池了，為什么不直接串聯(lián)達(dá)到12v？還可以省略升壓電路。

1.3降壓電路原理

通過不停的開關(guān)達(dá)到降壓的目的，實(shí)際中，開關(guān)換成MOS管 。

1.3.1調(diào)節(jié)占空比

1.3.2電路原理

（1）開關(guān)閉合

如左圖，開關(guān)閉合，二極管截至，電源給電感、電容充電，給負(fù)載供電。

但是通過電感上的電流不能突變，電感上感應(yīng)出反向電流，使得負(fù)載端的電壓不足12v，使，如右圖。

隨時間增加，電感上電壓減少，負(fù)載電壓上升，若時間長，電感上電壓將降為0v，負(fù)載上電壓變?yōu)?2v，因為電感上電流不變，則相當(dāng)于一段導(dǎo)線。

所以要嚴(yán)格控制開關(guān)通斷的時間。

（2）開關(guān)斷開

如右圖，開關(guān)斷開，電感放電。隨著電感上電壓減小，負(fù)載兩邊的電壓也減小，如右圖。

可以達(dá)到如上圖的效果。

（3）電容作用

儲能、濾波

使負(fù)載兩端電壓更加的平滑。

1.3.3電路損耗

不足10%，電路效率90%。

二、基于MP１４７０芯片降壓電路的初步了解

2.1閱讀芯片數(shù)據(jù)手冊

２.１.１基本信息（提煉最重要的信息）

２.１.２管腳信息

2.2原理圖分析

２.2.1自舉電容

（1）基本信息

連接在BST腳上的C1電容

作用：保證MOS管持續(xù)導(dǎo)通

取值：在DCDC降壓電路中取值約為0.1~1uF，該芯片固定為1uF

（2）原理

輸入電壓：4.7~16v，最大不超過16v

最大輸出電流：2A

開關(guān)頻率：500KHz

同步、降壓

封裝：TSOT23-6

=55℃/w,在PCB上每上升1w，則溫度·上升55℃。

應(yīng)用信息：APPLICATION INFORMATION在實(shí)際應(yīng)用中的計算、選型

PCBLayoutGuidelines

應(yīng)用實(shí)例

封裝參數(shù)圖

Vin輸入與SW輸出之間存在一個MOS管

導(dǎo)通條件:

存在問題：沒有自舉電容時，MOS不能完全飽和導(dǎo)通。

例如，當(dāng)閾值=4V時，g端電壓要大于s端4V，MOS管才能導(dǎo)通。

開始上電，MOS管導(dǎo)通，d→s導(dǎo)通。

隨著↑，↓。

當(dāng)＜4V時（例如=8.001V），MOS管進(jìn)入放大狀態(tài)，相當(dāng)于大電阻，有壓降，功耗比較大。

穩(wěn)定在8.001V，不可能達(dá)到12V。

解決辦法：加上自舉電容。

開始上電，MOS管導(dǎo)通，d→s導(dǎo)通。

同時自舉電容充電到12V。

隨著↑（如=5V），由于二極管存在，電容不能放電，電容兩端電壓被抬高至

12V+5V，同時=12V+5V=17V。

由于電容的存在，始終為12V，滿足，MOS管始終處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，可以

達(dá)到12V。

總結(jié)：利用二極管加電容將鉗位在12V，MOS管始終導(dǎo)通。

２.2.2續(xù)流電感

（1）基本信息

連接在SW腳上的L1電容

作用：作為外圍電路，實(shí)現(xiàn)降壓

（2）原理

詳情見1.3降壓電路原理

2.2.3反饋網(wǎng)絡(luò)

（1）基本信息

由連接在FB引腳上的R2,R3,R4組成

作用：設(shè)置輸出電壓

（2）原理

原理：R1，R2電阻對輸出電壓實(shí)現(xiàn)分壓后，將R2兩端電壓值反饋給FB引腳，F(xiàn)B引腳得到電壓值后與設(shè)定的電壓值比較，可以通過調(diào)節(jié)芯片中MOS管開關(guān)頻率（調(diào)節(jié)占空比）來調(diào)整輸出電壓。

R2取值：首先，選擇 R2 的值。
R2 值應(yīng)合理選擇，因為 R2 值過小會導(dǎo)致相當(dāng)大的靜態(tài)電流損耗，但 R2 值過大又會使 FB 對噪聲敏感。
建議 R2 在 5 – 100kΩ 之間。通常情況下，R2上電流在 5 – 30μA 之間可在系統(tǒng)穩(wěn)定性和空載損耗之間取得良好平衡。

R1取值：可以根據(jù)下面的公式（手冊提供）

手冊還提供了這部分常見輸出電壓的推薦參數(shù)（）

2.2.4其他器件

C2，C3，C4，C5，C6：均濾波。

其中為Vin濾波的電容C3和C4，選擇一大一小（相差100倍），小電容濾高頻率，大電容濾低頻率。

R1：分壓，可調(diào)節(jié)EN閾值。

以上器件參數(shù)均可采納手冊建議。

三、陳氏總結(jié)——升降壓電路

DCDC升壓電路

DCDC降壓電路

升降壓電路均使用電容電感，但是位置不一樣則功能不一樣，總結(jié)如下。

四、基于MP１４８４DN芯片的PCB設(shè)計要點(diǎn)

3.1準(zhǔn)備工作

下載對應(yīng)的DCDC芯片數(shù)據(jù)手冊對以下內(nèi)容進(jìn)行預(yù)先解讀

預(yù)先了解DCDC的功率及轉(zhuǎn)換電壓范圍

對芯片的最大電流進(jìn)行解讀

對DCDC的管腳定義進(jìn)行了解

是否為高發(fā)熱量轉(zhuǎn)換芯片

PCB layout guide

3.2原理圖

分析原理圖，做到“心中有環(huán)”，“環(huán)”指的是有大電流（主干道）流過的閉合回路，環(huán)面積越小越好，布局緊湊。

在原理圖上的“環(huán)”是一個完整的電路的環(huán)，在PCB中的體現(xiàn)一方面是該回路，另一方面更多的是同標(biāo)簽的一片銅。

3.3PCB預(yù)布局

心中有環(huán)，環(huán)要最小。

輸入、輸出回路

同標(biāo)簽的鋪銅

（1）按照原理圖，先隨便放置所有器件

（2）先擺放輸入和輸出主干道上的器件

原則：兼顧輸入環(huán)（紅色）和輸出環(huán)（綠色）都要最小，各個管腳相互最近。例如C2 的正近IN，負(fù)靠近GND。

（3）反饋網(wǎng)絡(luò)，使能網(wǎng)絡(luò)，SS角，COMP角：靠近主芯片管腳。

（4）BS管腳:阻礙主干道，放在背面。

3.4PCB優(yōu)化布局

（1）顯示全部，打開飛線，考慮布線。

（2）在擺放器件時，器件布局盡量緊湊，使電源路徑盡量短.

（3）布局時注意環(huán)路面積。

（4）器件歸中對齊，調(diào)整間距。

（5）濾波器件需合理放置時，濾波電容在電源路徑上保持先大后小原則。

（6）注意留出打孔和鋪銅的空間，以滿足電源模塊輸入/輸出通道通流能力。

（7）對于輸出多路的開關(guān)電源盡量使相鄰電感之間垂直放置，大電感和大電容盡量布置在主器件面

3.5鋪銅與打孔

（1）主干道鋪銅；非主干道走線。

（2）打孔換層的位置須考慮濾波器件位置，輸入應(yīng)打孔在濾波器件之前輸出在濾波器件之后，這樣才是經(jīng)過的濾波后的信號。

（3）在鋪整塊地的銅時的步驟：（鋪地的銅和其他銅之間是沒有連接的）

切割板外形

鋪銅管理器中進(jìn)行鋪銅

選擇鋪銅的邊界是板外形

選擇鋪銅的層為GND

下面選擇第二個為去死皮

應(yīng)用

（4）在輸出處的打孔，覆蓋上綠油，防止外界信號干擾；在主芯片處的打孔不用覆蓋綠油，更加便于散熱。