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升压芯片(一):如何快速选择?如何设计led闪光灯电源?

来源: 维库电子网
2020-03-09
类别:设计应用
eye 112
文章创建人 拍明

原标题:升压芯片(一):如何快速选择?如何设计led闪光灯电源?

升压芯片在电子电路中应用较多,但对于升压芯片,很多朋友并不了解。本文对于升压芯片的讲解,将基于两大方面:一、如何基于 XL6009 升压芯片设计 LED 闪光灯电源,二、如何快速选择直流升压芯片。如果你对本文即将要讲解的内容存在一定兴趣,不妨继续往下阅读哦。
  一、基于 XL6009 升压芯片的 LED 闪光灯电源设计
  1、系统方案
  本系统由输入直流电源经过开关型升压电路转换,输出 12V 电压,为恒流源电路提供工作电压。通过按键控制单片机内部的 D/A 输出信号,使恒流源电路输出恒定电流。此时负载两端的电压值大于设定值时,由单片机内部 A/D 信号控制报警模块报警。系统结构框图如图 1 所示:
  2、升压电路分析
  电路主要由 XL6009 升压型直流电源变换器芯片、肖特基二极管 B54 以及电感组成。XL6009 的 3 脚输出为方波信号。作为开关,当 3 脚输出低电平时,D1 截止,电感 L1 作为储能元件储存电压,电容与 RV1 和 R1 组成一个回路放电,使输出电压下降;当 3 脚输出高电平时,D1 导通,电感 L1 向电容两端充电,输出电压升高。RV1 与 R1 是 XL6009 内部组成的电压放大器,作为负反馈稳定输出电压,由电阻 RV1 和 R1 控制电压放大倍数。升压模块电路原理图如图 2 所示:
  3、恒流源电路设计
  该电路主要由 LM358 运放和 P 沟道场效应管 F9530N 组成。当 D/A 输出电压(即 2 脚电压)升高时,LM358 的 1 脚输出电压减小,F9530N 的门极 G 和源极 S 电压增大,控制 SD 间电压减小,使负载和地之间电压增大,采样电压随之增大,使 LM358 的 3 脚电压跟随 2 脚电压变化,从而起到恒流作用。通过开关通断,切换不同的负载,使输出电流满足不同档位恒流的要求。恒流源电路原理如图 3 所示。
  4、输入电源的分析计算
  输入电压为 3.0~3.6V,所以选择额定输出电压为 Uout=3.6V 的锂电池。根据最大输出功率是 Pmax=10V*0.6A=6W,按系统整机效率 80%计算,则输入电源的输出功率 Pout=Pmax/0.8=7.5W,输入电压的输出电流 I=Pout/Uout=2.08A。一节干电池最大输出电流为 2.2A,为保证续流能力,故选择两节 3.6V 锂电池。
  5、提高效率的方法
  (1)F9530N 为低压差场效应管,属于电压控制型器件,它的导通几乎不会消耗电流,功耗极小,故选择 F9530N 来提高效率。
  (2)采样电阻的阻值很小,功耗相对较小。
  (3)电源的接线采用粗铜丝导线,内阻非常小,对应的损耗小,提高了输出功率,故效率有所提高。
  6、系统测试结果及分析
  当接上负载,在连续输出模式下,对应的输出电压、输出电流及相对误差如表 1 所示:
  从表 1 中可以看出,当接上负载,在连续输出模式下,输出电流可设定 3 个档。最高输出电压为 10.23V,最大输出电流相对误差为 1%,LED 闪光灯可正常工作,具有控制精确,误差小,并有高精度实时显示电压和电流大小的优点。
  二、直流升压芯片快速选择指导
  由于升压芯片种类繁多,因此对于新手来说升压芯片的选择就显得有些困难,应该参考哪些参数?各种各样的参数又对电路起着怎样的作用?在本文中,小编将介绍一种较为快速对 DC-DC 升压芯片进行选择的方法。
  首先需要确定的,就是输入与输出电压,一般而言,DC-DC 输入电压范围较宽,不过还是尽量接近实际输入值,这样能够实现效率较高。其次看是否隔离输出,这一点要根据设计需要而言,一般第一级电源采用隔离型较好,内部用于不同电压等级的应用,可采用非隔离型,降低成本。
  当然,如果作为输入或输出隔离器件使用,如需要两侧供电的光电隔离器等。还要看纹波和电磁兼容性能,一般工业应用选择 IEC 三级足以。最后还要看效率,效率越高,电路板能耗越小,重要的是发热也小。
  从结构与周边的电路简单程度来看,DC-DC 升压芯片可以分为三种类型,即 PWM、PWF、电荷泵。
  以上便是此次小编带来的“升压芯片”相关内容,通过本文,希望大家对如何基于 XL6009 升压芯片设计 LED 闪光灯电源具备一定的认知,并对如何快速选择直流升压芯片有所了解。

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