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开关电源boost模块 [2025/11/07 22:50]
gongyu 创建 		开关电源boost模块 [2026/01/17 17:37] (当前版本)
gongyu
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-#### 模块描述 +# 1S锂电 → 5V Boost 电源模块
-Boost升压变换器实现低压到高压的DC-DC转换，通过电感储能和开关控制输出高于输入的电压。常用芯片如MT3608、TPS61088等，输入低至2V，输出可达28V，效率85-93%。特别适合电池供电升压、LED驱动、太阳能应用等。在电赛中用于低压电池升压、电源管理、新能源题目等场合。+
  
-#### 工作原理 +## 1. 模块描述
-``` +
-[Vin] → [电感L] → [开关管Q] → [GND] +
-           ​↓ ​          ↓ +
-           ​└─→ [二极管D] → [输出电容C] → [Vout] +
-                              ↓ +
-                          [反馈控制]+
  
-工作过程： +单节锂电池（3.0–4.2V）升压到 5V，典型 **“充电宝结构”**。
-开关闭合：Vin→L→GND，电感充电储能 +
-开关断开：L→D→Cout，电感电压叠加输入电压升压 +
-输出电压：Vout = Vin / (1-D)，D为占空比 +
-电感电流：连续或断续模式 +
-```+
  
-#### 技术指标 +---
-- **芯片型号**:​ MT3608 (1.2MHz, 2A), TPS61088 (1.2MHz, 5A) +
-- **输入电压**:​ 2V-24V (MT3608), 2.3V-14V (TPS61088) +
-- **输出电压**:​ 最高28V (MT3608), 18V (TPS61088) +
-- **开关电流**:​ 4A (MT3608), 8A (TPS61088) +
-- **开关频率**:​ 1.2MHz +
-- **效率**: 最高93% (5V→12V) +
-- **静态电流**:​ 50μA (关断), 1.5mA (工作) +
-- **保护**: 过流保护、过热保护、短路保护+
  
-#### 接口管脚定义+## 2. 工作原理
  
-**MT3608 (SOT23-6):​** +* Boost 升压 
-| 管脚 | 名称 | 功能 | 说明 | +* 输入电压最低，输入电流最大
-|------|------|------|------| +
-| 1 | SW | 开关 | 连接电感 | +
-| 2 | GND | 地 | 电源地 | +
-| 3 | FB | 反馈 | 分压反馈 | +
-| 4 | EN | 使能 | 高电平使能 | +
-| 5 | VIN | 输入 ​| 2-24V | +
-| 6 | NC | 空 | 不连接 |+
  
-**TPS61088:​** +---
-| 管脚 | 名称 | 功能 | 说明 | +
-|------|------|------|------| +
-| 1 | SW | 开关输出 | 连接电感和二极管 | +
-| 2 | VIN | 输入 | 2.3-14V | +
-| 3 | EN | 使能 | 启动控制 | +
-| 4 | SS | 软启动 | 软启动电容 | +
-| 5 | FB | 反馈 | 0.6V基准 | +
-| 6-8 | GND | 地 | 功率地 |+
  
-#### 板上设置和信号指示 +## 3. 技术指标
-- **输入端**:​ 100μF低ESR电容（电池端可用更大容量） +
-- **升压电感**:​ 4.7μH-22μH (电流额定值≥开关电流) +
-- **整流二极管**:​ 肖特基二极管SS54或1N5819 +
-- **输出电容**:​ 22μF-100μF低ESR电容 +
-- **反馈电阻**:​ 精密分压电阻设定输出电压 +
-- **使能控制**:​ EN脚控制开关机 +
-- **电压表**:​ 输入输出电压显示 +
-- **电流监测**:​ 输入电流采样电阻+
  
-#### 电气指标 +| 项目 ​  ​| ​指标 ​            | 
-- **输入电压**: 2V-24V (最低启动电压0.9V) +| ---- | -------------- | 
-- **输出电压**: 可调2V-28V +| 输入电压 ​| 2.8 – 4.2 V    | 
-- **输出电流**: +| 输出电压 ​| 5 V            | 
-  - 5V→12V: 最大1A +| 输出电流 ​| 0.5 – 2 A      | 
-  - 3.7V→5V: 最大2A +| 纹波 ​  | < 100–150 mVpp |
-  - 1.5V→5V: 最大0.5A (受限于输入功率) +
-- **效率曲线**:​ +
-  - 3.7V→5V@1A:​ 92% +
-  - 5V→12V@0.5A:​ 90% +
-  - 1.5V→5V@0.5A:​ 85% +
-- **纹波**: 50-100mV (与输出电容ESR相关) +
-- **开关频率**:​ 1.2MHz (固定) +
-- **关断电流**: ​<1μA+
  
-#### 使用说明 +---
-1. **电感选择**:​ L=Vin(min)×(Vout-Vin(min))/​(ΔIL×f×Vout) +
-2. **二极管选择**:​ 耐压≥Vout+1V，平均电流≥Iout +
-3. **输入电容**:​ 低ESR，承受大纹波电流 +
-4. **输出电压**:​ Vout = Vref × (1 + R1/​R2)，MT3608的Vref=0.6V +
-5. **电流能力**:​ 输出电流受限于Iin×η≈Iout×(Vout/​Vin) +
-6. **启动特性**:​ 欠压锁定电压2.0V，迟滞100mV +
-7. **PCB布局**:​ SW节点走线尽量短，减少辐射 +
-8. **散热**: 大功率时芯片和电感需散热+
  
-#### 全国大学生电子设计竞赛相关赛题 +## 4. 接口管脚定义
-- **2021年**:​ 电池供电设备升压电源 +
-- **2019年A题**:​ 电动小车动态无线充电（电池升压） +
-- **2017年**:​ 低压太阳能升压应用 +
-- **2015年**:​ 电池供电系统升压模块 +
-- **2013年G题**:​ LED点阵显示屏（LED驱动）+
  
-#### 应用技术要点总结 +| 引脚 ​   | 名称 | 说明 ​  | 
-1. **升压比限制**:​ 升压比过大效率下降，建议≤5倍 +| ----- | -- | ---- | 
-2. **电感饱和**:​ 选择饱和电流≥峰值电流的电感 +| BAT   ​| ​输入 ​| 电池   | 
-3. **输入保护**:​ 加防反接二极管或P-MOS +| GND   | 地  | 公共地 ​ | 
-4. **启动电流**:​ 启动瞬间电流大，输入电容要足够 +| 5VOUT | 输出 ​| 5V   | 
-5. **输出短路**: Boost拓扑输出短路危险，需保护电路 +| EN    | 使能 | 休眠控制 |
-6. **连续/​断续**:​ 小负载进入DCM模式，纹波增大 +
-7. **电池应用**:​ 注意电池内阻和放电特性 +
-8. **并联电容**:​ 多个小电容并联降低ESR+
  
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 +## 5. 板上设置和信号指示
 +
 +* EN 跳帽
 +* 欠压指示（可选）
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 +## 6. 电气与布局注意事项
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 +* 电感选型要看 **饱和电流**
 +* 电池电流可能 >3A
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 +## 7. 使用说明（电赛实战）
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 +* 适合小系统
 +* 带舵机/​电机非常容易掉压
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 +## 8. 典型应用场景
 +
 +* 手持仪表
 +* 无线传感器
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 +## 9. 电赛关联赛题
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 +* 便携类
 +* 低功耗系统
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 +
 +## 10. 典型元器件
 +
 +* TPS61023
 +* SY7088
 +* MT3608（低成本）