第一章：B628升压芯片概述

B628是一款高性能、低功耗、固定频率、电流模式的升压型DC/DC转换器。这款芯片以其集成度高、外围元件少、易于设计等优点，成为许多小型、低功耗应用中的理想选择。B628通常采用小巧的SOT23-6封装，这使得它非常适合空间受限的应用。

1.1 B628芯片的关键特性

B628芯片具备一系列引人注目的特性，使其在各种应用中脱颖而出：

• 高效率: B628的转换效率通常可以达到93%甚至更高，有些型号甚至可以达到97%。高效率意味着在将输入电压转换为输出电压的过程中，能量损耗极小，这对于电池供电的应用尤为重要，能够显著延长电池续航时间。

• 宽输入电压范围: B628支持2V至24V的宽输入电压范围，这使得它能够兼容多种电源输入，例如单节锂电池、多节干电池或USB供电等。

• 可调输出电压: 芯片的输出电压可以通过外部电阻分压器进行精确调节，最高可达28V。这种灵活性允许设计师根据具体应用需求设置所需的输出电压。

• 固定开关频率: B628通常采用1.2MHz的固定开关频率。高开关频率的优势在于可以使用更小尺寸的电感器和电容器，从而进一步缩小整体解决方案的体积，降低成本。

• 集成80mΩ功率MOSFET: 芯片内部集成了低导通电阻的功率MOSFET，这有助于降低功耗，提高效率，并减少外部元件的数量。

• 内部4A开关电流限制: 内部电流限制功能为芯片提供了过流保护，确保在负载过大或短路情况下芯片的安全运行。

• 自动脉冲频率调制（PFM）模式: 在轻载条件下，B628能够自动切换到PFM模式。PFM模式在轻载时通过降低开关频率来进一步提高效率，这对于延长电池寿命至关重要，因为许多便携设备在大部分时间都处于轻载或待机状态。

• 内部软启动: 内部软启动功能可以有效限制启动时的浪涌电流，保护电源输入端和芯片本身免受瞬态冲击。

• 全面的保护功能: 除了电流限制，B628还集成了欠压锁定（UVLO）和热关断保护。欠压锁定确保芯片在输入电压低于安全工作阈值时停止工作，防止不稳定的运行；热关断则在芯片内部温度过高时关闭，防止过热损坏。

• 小尺寸封装: SOT23-6封装极大地节省了PCB空间，使其非常适合小型化和高密度集成设计。

1.2 B628芯片的典型应用

B628芯片因其出色的性能和紧凑的尺寸，被广泛应用于以下领域：

• 电池供电设备: 例如智能手机、平板电脑、数码相机、便携式媒体播放器、蓝牙耳机等，这些设备通常需要从低压电池获得更高的电压来驱动显示屏、音频放大器或其他高性能组件。

• 便携式医疗设备: 血糖仪、助听器等，对电源效率和尺寸有严格要求。

• LED驱动: 为LED背光或LED照明提供稳定的高压电源。B628的可调输出电压和高效率使其成为理想的LED驱动解决方案。

• 物联网（IoT）设备: 各种传感器节点、智能家居设备等，通常由电池供电，需要高效的电源管理以延长工作时间。

• USB供电设备: 将USB的5V输入提升到更高电压以满足特定负载的需求。

• 矿机哈希板电源: 例如Whatsminer M30/M31/M32/M53和Ebit E12哈希板的17V升压芯片，B628在这些高功率应用中也扮演着重要角色。

第二章：升压转换器（Boost Converter）工作原理

理解B628的工作原理，首先需要掌握DC/DC升压转换器的基本工作机制。升压转换器是一种开关模式电源（SMPS），通过周期性地开关一个电感器来实现电压的提升。

2.1 基本拓扑结构

一个典型的升压转换器由以下几个核心组件构成：

• 输入电容（C_IN）: 用于稳定输入电压，滤除输入端的纹波。

• 电感器（L）: 能量存储元件，在开关导通时储存能量，在开关关断时释放能量。

• 开关（S）: 通常是MOSFET，由控制器（即B628芯片内部的控制电路）进行高速开关。

• 二极管（D）: 用于在开关关断时将能量传递到输出端，并阻止输出电容通过开关放电。

• 输出电容（C_OUT）: 用于平滑输出电压，滤除输出端的纹波，并提供负载所需的瞬态电流。

• 负载（R_LOAD）: 接收稳压后的输出电压的设备或电路。

• 反馈网络: 通常由电阻分压器组成，将输出电压的一部分反馈给控制器，以便控制器根据设定值调整占空比。

2.2 工作模式详解

升压转换器的工作可以分为两个主要阶段：

2.2.1 开关导通（ON）阶段

当内部功率MOSFET（开关S）导通时：

• 电流路径: 输入电压（V_IN）通过电感器（L）和导通的开关（S）形成一个闭合回路。

• 能量储存: 电感器（L）开始充电，电流线性增加。由于电感器的特性是阻止电流的瞬时变化，所以电流会逐渐增大，电感器中存储磁场能量。此时，二极管（D）反向偏置，输出电容（C_OUT）向负载（R_LOAD）供电，维持输出电压。

• 电压关系: 理想情况下，开关S的压降为零，因此电感器两端的电压等于输入电压V_IN。根据电感的伏秒平衡原理，此阶段电感电流的斜率为 VIN/L。

2.2.2 开关关断（OFF）阶段

当内部功率MOSFET（开关S）关断时：

• 电流路径: 电感器（L）中的电流不能立即变为零，其存储的能量会通过二极管（D）和输出电容（C_OUT）向负载（R_LOAD）传输。此时，电感器产生一个反向电动势（感应电压），叠加在输入电压V_IN之上。

• 能量释放与传递: 电感器和输入电压共同为输出电容充电并向负载供电。电感器通过二极管将储存的能量和来自输入端的能量一同释放到输出端。

• 电压关系: 此时，流过电感的电流减小。电感器两端的电压为 VIN−VOUT。由于输出电压 VOUT 高于输入电压 VIN，因此电感器两端的电压实际上是负值（相对电感充电方向）。根据电感的伏秒平衡，此阶段电感电流的斜率为 (VIN−VOUT)/L。

2.3 连续导通模式（CCM）与非连续导通模式（DCM）

升压转换器的工作模式取决于电感电流是否在每个开关周期内降至零。

• 连续导通模式（CCM）: 在一个开关周期内，电感电流始终保持在正值，不降至零。这意味着在开关导通之前，电感中仍然有电流流过。CCM模式下，输出纹波较小，但控制相对复杂。B628在重载条件下通常工作在CCM模式。

• 非连续导通模式（DCM）: 在一个开关周期内，电感电流在开关关断期间会降至零，并在开关再次导通之前保持零电流一段时间。DCM模式下，由于电流降至零，可以实现更高的轻载效率，因为它避免了反向恢复损耗和导通损耗。B628的自动PFM模式（脉冲频率调制）就是一种在轻载时切换到DCM或类似模式以提高效率的机制。

2.4 占空比与输出电压

升压转换器的输出电压与输入电压之间的关系由开关的**占空比（D）**决定。占空比定义为开关导通时间（TON）与一个开关周期（TS）的比值：

D=TON/TS

在理想的CCM模式下，升压转换器的输入电压和输出电压之间存在以下关系：

VOUT=VIN/(1−D)

从这个公式可以看出，当占空比D增大时，输出电压 VOUT 也会随之增大。B628芯片通过其内部的控制环路（通常是电流模式PWM控制）自动调节占空比，以维持设定的输出电压。

第三章：B628芯片的内部结构与控制

B628作为一款高度集成的升压芯片，其内部包含了多个功能模块，共同实现高效、稳定的电压转换。

3.1 内部框图分析

虽然B628的具体内部框图可能因制造商而异，但典型的结构会包含以下关键部分：

• PWM控制器: 这是芯片的核心，负责产生用于驱动内部MOSFET的脉冲宽度调制（PWM）信号。

• 误差放大器: 将来自反馈引脚（FB）的电压与内部精确的参考电压（通常是0.6V）进行比较，产生一个误差信号。这个误差信号反映了实际输出电压与期望输出电压之间的偏差。

• 基准电压源: 提供一个高精度、温度稳定的内部参考电压，用于误差放大器进行比较。

• 电流感应与限制电路: 实时监测流经内部MOSFET的峰值电流。当电流达到内部设定的限制（例如4A）时，此电路会立即关断MOSFET，防止过流损坏。

• 驱动器: 负责提供足够的电流来快速开启和关闭内部功率MOSFET，以最小化开关损耗。

• 功率MOSFET: 内部集成的功率开关管，用于对电感器进行周期性充放电。

• 软启动电路: 在芯片启动时逐渐增加占空比，控制输出电压的上升速率，从而抑制启动时的浪涌电流。

• 欠压锁定（UVLO）电路: 监测输入电压，当输入电压低于预设阈值时，芯片进入关断状态，防止在输入电压过低时工作不稳定或损坏。

• 热关断（TSD）电路: 监测芯片内部温度，当温度超过安全极限时，芯片将自动关闭，以防止过热损坏。

• PFM/PWM模式控制逻辑: 根据负载电流的大小，自动在PWM模式（重载时高效）和PFM模式（轻载时高效）之间切换，以优化全负载范围内的效率。

3.2 电流模式控制

B628通常采用电流模式控制。这种控制方式相比电压模式控制具有诸多优势：

• 更快的瞬态响应: 由于控制环路直接响应电感电流的变化，因此在负载瞬变时能更快地调整占空比，从而更好地稳定输出电压。

• 更简单的环路补偿: 电流模式控制使得控制环路更像一个单极点系统，简化了外部补偿网络的设计，提高了系统的稳定性。

• 固有的逐周期电流限制: 通过将峰值电感电流与一个阈值进行比较，可以实现逐周期的电流限制，为芯片提供快速的过流保护。

• 更好的输入电压抑制比: 对输入电压变化的响应更快，从而提供更好的线路调整率。

在电流模式控制中，误差放大器的输出信号通常被用作一个电流参考，与电感电流的斜坡波形进行比较，以确定MOSFET的关断时间。这种方式使得电感峰值电流直接受控。

3.3 PFM模式与轻载效率

为了在轻载条件下保持高效率，B628集成了自动PFM模式。在重载时，芯片工作在固定的1.2MHz PWM模式，提供稳定的输出电压和较低的纹波。然而，当负载电流减小到一定程度时，如果继续保持高频率PWM工作，开关损耗（包括MOSFET的开关损耗和栅极驱动损耗）将变得相对较大，导致效率下降。

PFM模式的工作原理是：在轻载时，芯片会跳过一些开关周期，或者降低开关频率，从而减少开关动作的次数。这样，在维持输出电压的同时，显著降低了开关损耗，从而提高了轻载效率。当负载再次增大时，芯片会平稳地从PFM模式切换回PWM模式。这种智能模式切换是B628在电池供电应用中具有竞争力的重要原因。

第四章：B628应用电路设计与元件选择

成功应用B628芯片需要仔细考虑外围元件的选择和PCB布局。这些因素直接影响到转换器的性能、效率、稳定性和可靠性。

4.1 典型应用电路

一个典型的B628升压应用电路通常包含以下核心元件：

• 输入电容 (C_IN): 连接在VIN引脚和GND之间。

• 电感器 (L): 连接在VIN和SW引脚之间。

• 肖特基二极管 (D): 连接在SW引脚和VOUT之间，阴极朝向VOUT。

• 输出电容 (C_OUT): 连接在VOUT引脚和GND之间。

• 反馈电阻分压器 (R1, R2): 连接在VOUT和GND之间，分压点连接到FB引脚。

• 使能引脚 (EN): 通常连接到VIN或通过一个电阻上拉到VIN，以使能芯片。

4.2 关键元件选择

4.2.1 输入电容 (C_IN)

• 功能: 输入电容的主要作用是稳定输入电压，滤除输入纹波，并提供瞬态电流给电感器。它还有助于降低由开关动作引起的输入电流尖峰。

• 类型: 推荐使用低ESR（等效串联电阻）的陶瓷电容。陶瓷电容在高频下具有良好的性能，ESR低，且体积小。

• 容值: 容值选择取决于输入电压纹波要求和瞬态响应需求。通常建议使用至少4.7μF到10μF的陶瓷电容，并尽可能靠近VIN引脚放置。如果输入电源阻抗较高，可能需要更大的输入电容。

• 电压额定值: 至少应为最大输入电压的1.5倍至2倍。

4.2.2 电感器 (L)

• 功能: 电感器是升压转换器中的能量存储元件。其选择对效率、纹波电流和瞬态响应至关重要。

• 电感值: B628芯片通常推荐使用4.7μH到22μH范围内的电感器。具体选择取决于所需的输出电流、输入/输出电压、开关频率以及可接受的纹波电流。较大的电感值会减小峰值电感电流和输出纹波，但会增加电感器的物理尺寸和成本；较小的电感值则允许使用更小的电感器，但会导致更大的纹波电流和潜在的效率下降。通常，建议选择使电感纹波电流约为最大输出电流的20%至40%的电感值。

• 饱和电流 (Isat): 电感器的饱和电流必须高于B628的内部峰值开关电流限制（通常为4A）。如果电感器在峰值电流下饱和，其电感值会急剧下降，导致更大的纹波电流甚至芯片损坏。因此，选择饱和电流裕量充足的电感器至关重要。

• 直流电阻 (DCR): DCR越低越好，因为它会直接导致能量损耗，影响转换效率。

• 类型: 推荐使用屏蔽式功率电感器，以减少电磁干扰（EMI）。

4.2.3 肖特基二极管 (D)

• 功能: 肖特基二极管由于其低正向压降和快速开关特性，是升压转换器中的理想选择。它用于在MOSFET关断时提供电流路径到输出端。

• 反向击穿电压 (V_RRM): 肖特基二极管的反向击穿电压必须高于最大输出电压，并留有足够的裕量（例如，最大输出电压的1.2至1.5倍）。

• 正向电流 (I_F): 肖特基二极管的正向电流额定值应至少是最大输出电流的1.5倍到2倍，以应对峰值电流和热应力。

• 类型: 务必使用肖特基二极管，而不是普通的整流二极管。普通二极管的反向恢复时间较长，会在高频开关应用中产生显著损耗。

4.2.4 输出电容 (C_OUT)

• 功能: 输出电容的主要作用是平滑输出电压纹波，并在负载瞬态变化时提供瞬时电流，以维持输出电压的稳定性。

• 类型: 推荐使用低ESR的陶瓷电容。同样，它们在高频下的性能优异。

• 容值: 容值选择取决于输出电压纹波要求和负载瞬态响应。通常建议使用至少10μF到47μF的陶瓷电容。在某些对纹波要求高的应用中，可能需要并联多个陶瓷电容，或并联一个低ESR的电解电容。

• 电压额定值: 应至少为最大输出电压的1.5倍至2倍。

4.2.5 反馈电阻分压器 (R1, R2)

• 功能: 用于将输出电压分压，并将其反馈到B628的FB引脚，与内部参考电压进行比较。

• 计算: 输出电压由以下公式决定：VOUT=VFB×(1+R1/R2)其中 VFB 是B628的内部反馈参考电压，通常为0.6V。 选择R2的值，然后计算R1。通常建议R2在10kΩ到100kΩ之间，以平衡功耗和噪声敏感度。过小的电阻值会增加功耗，过大的电阻值会使反馈网络对噪声更加敏感。

• 精度: 选用精度较高的电阻（如1%精度），以确保输出电压的精确性。

4.3 PCB布局注意事项

PCB布局对于开关电源的性能至关重要，不当的布局可能导致效率低下、噪声问题、稳定性差甚至芯片损坏。对于B628这种高频开关芯片，以下布局原则至关重要：

• 最小化开关电流环路:

• 输入环路: 输入电容、电感和MOSFET（芯片内部）形成的输入电流环路（VIN -> L -> SW -> GND -> C_IN -> VIN）应该尽可能短且紧凑。将输入电容尽可能靠近B628的VIN引脚和GND引脚放置。

• 输出环路: 电感、二极管、输出电容和MOSFET（芯片内部）形成的输出电流环路（SW -> D -> C_OUT -> GND -> SW）也应尽可能短且紧凑。将肖特基二极管和输出电容尽可能靠近SW引脚、VOUT引脚和GND引脚放置。

• 这些环路承载着高频、大电流，因此应使用宽而短的走线，以最小化寄生电感和电阻。

• 大面积接地: 在PCB的底层或内层使用大面积的接地层（Ground Plane）。一个良好的接地层可以提供低阻抗的返回路径，减少噪声和EMI，并帮助散热。

• 隔离噪声敏感节点:

• SW节点: SW引脚是高频开关节点，电压和电流变化剧烈，会产生大量噪声。应尽量减小SW节点相关走线的面积，并远离敏感的模拟信号走线（如FB反馈线）。

• 反馈路径: FB反馈引脚是高阻抗和对噪声敏感的节点。反馈电阻分压器应尽可能靠近FB引脚放置，并远离SW节点和电感。反馈走线应尽可能短，并避免与高频噪声源并行布线。如果可能，可以在反馈走线下方放置地线。

• 散热: 尽管B628的效率很高，但在大电流工作时仍会产生一定的热量。SOT23-6封装的热阻相对较高，因此在芯片下方的GND引脚应连接到尽可能大的铜面积，或通过热过孔连接到内部接地层，以帮助散热。

• 避免环路天线: 避免在高频电流路径中形成大的电流环路，因为这会像天线一样辐射EMI。

• 器件放置:

• 输入电容、电感、肖特基二极管和输出电容应紧密排列在B628芯片周围。

• 电感器应远离噪声敏感的模拟电路和反馈路径。

• 肖特基二极管的正向压降会随着温度升高而降低，这可能会影响输出电压的稳定性。将其放置在远离反馈网络的位置有助于减少热耦合。

第五章：B628的保护功能与可靠性

B628芯片集成了多种保护功能，旨在提高系统的鲁棒性和可靠性，防止在异常工作条件下发生损坏。

5.1 欠压锁定 (UVLO)

• 原理: 欠压锁定（Under-Voltage Lockout, UVLO）电路持续监测芯片的输入电压（VIN）。当输入电压低于预设的UVLO阈值（例如1.98V）时，芯片内部的功率MOSFET会强制关断，并且芯片进入低功耗模式。

• 作用: 这种保护机制可以防止芯片在输入电压过低（例如电池电量不足）时尝试工作。在低输入电压下，芯片可能无法正常启动或维持稳定输出，并且由于内部电路无法获得足够的工作电压，可能导致工作不稳定，甚至产生异常损耗。UVLO确保芯片仅在输入电压足够高以保证其正常和稳定运行时才开始工作。UVLO通常具有一定的迟滞（例如100mV），以防止在输入电压接近阈值时发生频繁的开关动作。

5.2 逐周期电流限制

• 原理: B628内部集成了电流感应电路，实时监测流经内部功率MOSFET的峰值电流。当峰值电流达到预设的内部电流限制阈值（通常为4A）时，控制电路会立即关断MOSFET，直到下一个开关周期开始。

• 作用: 逐周期电流限制是一种快速、有效的过流保护机制。它可以在负载短路、输出过载或电感饱和等异常情况下，限制流过MOSFET和电感器的最大电流，从而防止这些元件因过流而损坏。这种保护机制响应迅速，确保了系统在故障情况下的安全性。

5.3 热关断 (TSD)

• 原理: 热关断（Thermal Shutdown, TSD）电路监测芯片内部的结温。当芯片内部温度超过预设的热关断阈值（例如155°C）时，芯片会立即停止所有开关活动，进入保护状态。

• 作用: 热关断功能可以防止芯片因过热而永久性损坏。长时间的过载、不良的散热设计或异常高的环境温度都可能导致芯片温度升高。TSD功能在检测到过热风险时及时关闭芯片，待温度降至安全水平后，芯片通常会自动恢复工作（具体取决于芯片型号和设计）。这极大地提高了芯片的可靠性和系统的耐用性。

5.4 软启动 (Soft Start)

• 原理: 软启动功能在芯片上电或使能时，逐步增加内部控制环路的参考电压或电流限制，从而使输出电压平稳地从零上升到设定值。

• 作用: 软启动的主要目的是限制启动时的浪涌电流。如果没有软启动，在启动瞬间，输出电容可能需要从输入端抽取非常大的电流进行充电，这可能会导致输入电源电压跌落、损坏输入开关元件，或者触发输入电源的过流保护。通过软启动，启动电流被有效控制在一个可接受的范围内，保护了系统和芯片本身。

5.5 可靠性设计考量

除了芯片内部的保护功能，系统设计师在应用B628时，还需要从以下几个方面考虑整体系统的可靠性：

• 元件裕量: 选择所有外围元件（电感、电容、二极管、电阻）时，其电压、电流和功率额定值应留有足够的裕量，通常建议为最大预期工作值的1.2倍到1.5倍，以应对瞬态应力、温度变化和元件老化。

• PCB散热: 尽管B628效率高，但在大功率应用中，仍需关注PCB的散热设计。确保功率路径上的铜面积足够大，尤其是在芯片的GND引脚下方，可以有效帮助热量散发。如果负载电流较大，可能需要考虑多层板以利用内层进行散热。

• ESD保护: 在输入和输出端口增加适当的ESD（静电放电）保护元件，以防止静电放电对芯片和整个系统造成损坏。

• EMI/EMC抑制: 开关电源固有的高频开关特性会产生电磁干扰（EMI）。良好的PCB布局（如前所述的短而紧凑的电流环路、大面积接地层、隔离噪声源）是抑制EMI的关键。在必要时，可能还需要增加输入和输出滤波器（如共模扼流圈、铁氧体磁珠）来进一步降低辐射和传导EMI。

• 瞬态保护: 在输入端增加瞬态电压抑制器（TVS），以保护芯片免受电源线上的电压尖峰影响。

• 元件质量: 选用高质量、可靠性好的无源元件，例如工业级或汽车级的陶瓷电容和功率电感，以确保长期稳定运行。

第六章：B628与其他升压芯片的比较与选型指导

市场上存在众多升压芯片，B628只是其中的一种。了解其在同类产品中的定位以及如何根据应用需求进行选型是至关重要的。

6.1 B628的优势与局限性

优势：

• 高集成度与小尺寸: 内部集成MOSFET和多数控制电路，SOT23-6封装极小，非常适合空间受限的便携设备。

• 高效率: 在宽负载范围内都能保持较高效率，特别是轻载下的PFM模式，有效延长电池寿命。

• 成本效益: 作为通用型升压芯片，通常具有良好的性价比。

• 易于使用: 外围元件少，设计相对简单，有助于缩短开发周期。

• 完善的保护功能: UVLO、电流限制和热关断提高了系统可靠性。

局限性：

• 最大输出电流限制: B628通常适用于2A-4A峰值开关电流的应用，如果需要更大的输出电流，可能需要选择更大功率的升压芯片或采用并联方案（但通常不推荐）。

• 输出电压限制: 虽然可达28V，但对于某些需要更高输出电压（如更高电压串联LED驱动）的应用可能不够。

• 固定开关频率: 1.2MHz的固定频率虽然有助于小型化，但在某些特殊应用中可能需要更低的频率来降低开关损耗，或者更高的频率以进一步减小元件尺寸（但这通常也意味着更高的开关损耗）。

• 纹波: 作为开关电源，输出纹波不可避免。对于对纹波要求极高的敏感模拟电路，可能需要在B628之后再增加LDO（低压差线性稳压器）进行二次稳压和滤波。

6.2 升压芯片选型指导

在选择升压芯片时，需要综合考虑以下几个关键参数和应用需求：

6.2.1 输入电压范围 (VIN)

• 确定应用中可能的最低和最高输入电压。例如，单节锂电池供电（3.0V-4.2V）、USB供电（5V）、多节干电池（1.5V x N）。确保所选芯片的输入电压范围能够完全覆盖。B628的2V-24V范围非常宽泛，适用于多数常见输入源。

6.2.2 输出电压 (VOUT)

• 确定所需的固定输出电压或可调范围。B628的可调输出电压至28V，可以满足大部分中低压应用需求。如果需要更高的电压，则需选择其他型号。

6.2.3 最大输出电流 (IOUT,MAX)

• 计算在最坏情况下（例如最低输入电压、最高输出电压）负载可能需要的最大电流。然后根据芯片的峰值开关电流限制和升压比（IIN≈IOUT/(1−D)），估算出芯片内部开关所需的峰值电流。确保所选芯片的开关电流限制能够满足峰值电流要求，并留有足够的裕量。B628的4A开关电流限制通常对应1A-2A的实际输出电流（具体取决于升压比）。

6.2.4 效率要求

• 效率是电池供电应用的关键指标。如果应用对电池续航时间要求严格，应选择在目标工作点（特定输入、输出电压和负载电流）效率最高的芯片。B628在轻载和重载下都具有不错的效率表现。

6.2.5 开关频率

• 开关频率影响外部电感器和电容器的尺寸。高频率（如B628的1.2MHz）允许使用更小的元件，但可能会增加开关损耗和EMI。低频率可以降低损耗，但需要更大的元件。根据对尺寸、效率和EMI的要求进行权衡。

6.2.6 封装尺寸

• 对于空间受限的应用，封装尺寸是一个重要的考虑因素。SOT23-6等小型封装是首选。

• 散热要求: 结合封装尺寸和最大输出功率，评估是否需要额外的散热措施或更大尺寸的封装。

6.2.7 保护功能

• 确认芯片是否具备必要的保护功能，如过流保护、欠压锁定、热关断、短路保护等。这些功能对于提高系统可靠性至关重要。B628提供了全面的保护。

6.2.8 瞬态响应与输出纹波

• 某些应用（如模拟电路供电）对电压瞬态响应和输出纹波有严格要求。需要查阅数据手册中的瞬态响应曲线和纹波数据，并根据需要添加额外的滤波电路。

6.2.9 成本

• 在满足所有技术要求的前提下，成本也是一个重要的考量因素。B628作为一款通用型芯片，通常具有较好的成本优势。

6.2.10 供应商与技术支持

• 选择有良好口碑和技术支持的供应商，以便在设计和调试过程中获得必要的帮助。

总结：B628是一款高性能、高效率、小尺寸的升压芯片，非常适合各种电池供电和低功耗应用。通过深入理解其工作原理、关键特性、应用电路设计和保护功能，并结合具体的应用需求进行合理选型和优化布局，可以充分发挥B628的优势，构建稳定可靠的电源管理解决方案。在实际设计中，务必参考芯片的官方数据手册，以获取最准确和详细的技术参数和应用指南。

第七章：B628升压芯片的测试与调试

在完成B628升压电路的设计和PCB制作后，进行充分的测试和调试是确保其性能和可靠性的关键步骤。

7.1 测试准备

在开始测试之前，需要准备以下设备和注意事项：

• 直流电源: 可调稳压直流电源，具有足够的电流输出能力，用于提供芯片的输入电压。

• 电子负载: 可调电子负载，用于模拟不同负载条件，测试输出电流能力和效率。

• 数字万用表 (DMM): 用于精确测量输入/输出电压和电流。

• 示波器: 高带宽示波器，用于观察开关节点（SW引脚）波形、输入/输出纹波、启动波形等。建议使用差分探头或短接地线，以避免引入测量误差和噪声。

• 温度计/热像仪: 用于监测芯片和关键元件的温度，评估散热设计。

• 元件清单与数据手册: 确保所有元件均按照设计值正确安装，并熟悉B628的数据手册，以便核对参数和预期行为。

7.2 启动与基本功能测试

7.2.1 首次上电检查

• 目视检查: 在上电前，仔细检查PCB焊接质量，确保没有短路、虚焊或错位元件。

• 输入电压测试: 将直流电源连接到VIN和GND，逐渐升高输入电压，同时用万用表监测VIN引脚的电压，确认输入电压正常。

• 使能状态: 确认EN引脚的电压处于高电平，使B628处于使能状态。

• 无负载输出: 在不连接负载的情况下，上电并测量输出电压。确认输出电压是否稳定在预设值。如果输出电压异常，立即断电检查。

7.2.2 软启动测试

• 使用示波器观察输出电压在启动时的上升波形。正常情况下，输出电压应平稳上升，没有过冲或震荡。同时观察输入电流，确认软启动功能有效限制了浪涌电流。

7.3 性能测试

7.3.1 效率测试

• 测试步骤:

1. 在不同的输入电压下，逐渐增加电子负载，从空载到最大设计负载。

2. 在每个负载点，精确测量输入电压 (VIN)、输入电流 (IIN)、输出电压 (VOUT)、输出电流 (IOUT)。

3. 计算输入功率 (PIN=VIN×IIN) 和输出功率 (POUT=VOUT×IOUT)。

4. 计算效率 (η=POUT/PIN×100%)。

• 分析: 绘制效率曲线，观察在不同输入电压和负载下的效率表现，特别是轻载效率（PFM模式）和重载效率（PWM模式）。将其与数据手册中的典型效率曲线进行比较，找出可能存在的偏差。

7.3.2 输出电压纹波测试

• 测试步骤:

1. 将示波器探头（最好是短接地弹簧或使用差分探头）连接到输出电容两端，设置为AC耦合。

2. 在不同负载条件下（尤其是最大负载），观察输出电压纹波波形。

• 分析: 测量峰峰值纹波电压。如果纹波过大，可能需要增加输出电容容值、降低ESR，或者检查PCB布局是否存在问题。

7.3.3 开关节点（SW）波形测试

• 测试步骤: 使用示波器观察SW引脚的电压波形。

• 分析: 理想的SW波形应具有清晰的方波形状，上升和下降沿应尽可能陡峭，没有明显的振铃。过度的振铃可能表明布局不佳（寄生电感过大）、电感选择不当或二极管反向恢复特性差，这会导致EMI问题和效率下降。

7.3.4 负载瞬态响应测试

• 测试步骤: 使用电子负载的瞬态模式，在满载和空载之间快速切换负载电流，并用示波器观察输出电压的瞬态变化。

• 分析: 测量输出电压的最大过冲和下冲以及恢复时间。如果瞬态响应不佳（过冲/下冲过大或恢复时间过长），可能需要优化输出电容、环路补偿或检查布局。

7.4 保护功能测试

7.4.1 欠压锁定 (UVLO) 测试

• 逐渐降低输入电压，直到芯片停止工作。确认UVLO阈值是否与数据手册一致，并观察芯片在UVLO触发后是否能安全关断。

7.4.2 过流保护测试

• 逐渐增加负载电流，直到触发内部电流限制。观察输出电压是否下降，输入电流是否受限。在此过程中监测芯片温度，确保不会过热。注意: 进行此测试时要小心，避免长时间让芯片工作在过载状态，以防损坏。

7.4.3 热关断 (TSD) 测试

• 在最大负载下长时间运行电路，并监测芯片温度。如果芯片温度达到热关断阈值，芯片应自动停止工作。待温度下降后，芯片应自动恢复。注意: 此测试应在受控环境中进行，确保不会对芯片造成永久性损坏。可以通过增加环境温度或适当限制散热来加速达到热关断温度。

7.5 调试技巧

• 分阶段调试: 如果电路不工作或出现问题，不要一次性检查所有东西。首先确认基本连接和元件值是否正确，然后逐步测试各个模块的功能。

• 最小化探头效应: 示波器探头尤其是无源探头，在高频电路中会引入额外的电容和电感，影响测量结果甚至电路行为。使用最短的接地线，或者采用差分探头。

• EMI问题: 如果出现严重的EMI，首先检查PCB布局，特别是大电流环路。可以尝试增加输入/输出滤波电容，或在SW节点附近添加RC缓冲器（Snubber）。

• 热点检测: 使用热像仪或红外测温仪查找PCB上的热点，特别是芯片本身、电感器和肖特基二极管。如果某个元件过热，可能需要改进散热或选择更高额定值的元件。

• 逐步替换元件: 如果怀疑某个元件有问题，可以尝试替换为已知良好的元件进行测试。

通过系统化的测试和调试流程，可以全面评估B628升压电路的性能，发现潜在问题并进行优化，最终确保设计满足所有要求并可靠运行。

第八章：B628升压芯片的未来发展与应用趋势

随着电子技术和集成电路工艺的不断进步，电源管理芯片也在持续演进。B628作为一款成熟的升压芯片，其未来的发展将与整个电源管理领域的大趋势保持一致。

8.1 更高的效率与更宽的工作范围

效率一直是电源管理芯片的核心指标。尽管B628已经实现了高达97%的效率，但未来的发展将继续追求在更宽的输入电压、输出电压以及负载范围内保持超高效率。这意味着：

• 更低的导通电阻: 通过更先进的MOSFET工艺，进一步降低内部功率开关的导通电阻（RDS(ON)），从而减少导通损耗。

• 更低的静态电流: 特别是在轻载和待机模式下，芯片的静态电流将进一步降低，以最大限度地延长电池寿命。这将推动芯片在物联网（IoT）和超低功耗应用中发挥更大作用。

• 更优的PFM/PWM无缝切换: 优化不同工作模式之间的切换逻辑，使转换更加平滑，减少瞬态波动，同时在整个负载范围内提供最优效率。

• 多模式操作: 除了PFM和PWM，未来可能会集成更多智能模式，以应对极端轻载、瞬态重载等复杂工况，实现更高能效比。

8.2 更高的集成度与更小的尺寸

小型化是消费电子和便携设备永恒的追求。B628采用SOT23-6封装已经非常小巧，但未来的趋势将是更高的集成度，从而进一步减小整体解决方案的尺寸：

• 集成更多外围元件: 例如，将补偿网络、甚至部分电感器或二极管集成到芯片内部，减少外部元件数量，进一步简化设计和PCB面积。

• 先进封装技术: 采用WLCSP（晶圆级芯片尺寸封装）、CSP（芯片级封装）或其他更先进的封装技术，以实现更小的封装体积和更好的散热性能。

• SiP（系统级封装）或SoC（片上系统）集成: 将电源管理模块与其他功能模块（如MCU、无线通信模块）集成到一个封装或芯片中，形成完整的电源管理系统级芯片，这将极大地简化最终产品的设计和制造。

8.3 更强的智能化与可编程性

随着设备复杂度的增加，电源管理也需要更智能、更灵活的控制：

• 数字控制接口: 集成I2C、SPI等数字接口，允许主机处理器动态调整输出电压、开关频率、电流限制等参数，实现更精细的电源管理和优化。

• 诊断与监控功能: 提供芯片温度、输入/输出电流和电压的实时监测功能，以便系统进行故障诊断和预防性维护。

• 自适应控制: 芯片能够根据负载变化、电池状态甚至环境温度等因素，自适应地调整工作参数，以实现最佳性能。

• 能量收集与管理: 在物联网等领域，能量收集（如太阳能、振动能）越来越普遍。未来的升压芯片可能会集成能量收集管理单元，优化从各种微弱能源中获取能量并进行高效存储和利用。

8.4 应对新兴应用需求

未来升压芯片的发展还将紧密结合新兴应用的需求：

• AI与边缘计算设备: 这些设备对电源效率和瞬态响应要求极高，因为它们需要在短时间内进行大量计算，并且通常由电池供电。

• 可穿戴设备: 对超低功耗、极小尺寸和高集成度有极致要求。

• 汽车电子: 随着电动汽车和自动驾驶技术的发展，对车载电源管理芯片的可靠性、耐温性、EMI性能和功率密度提出了更高要求。

• 工业物联网 (IIoT): 需要在恶劣环境下长期稳定工作的电源解决方案，对可靠性和宽工作温度范围有严格要求。

B628作为一款经典的升压芯片，为众多小型电子设备提供了高效可靠的电源解决方案。随着技术的进步，未来的升压芯片将在效率、集成度、智能化和应用广度上继续突破，为电子产品的创新和发展提供更强大的动力。设计师们将能够利用这些更先进的芯片，创造出更小、更智能、更节能的电子产品。