基于MC34063的Boost升壓電路設(shè)計

Boost本身是一個單詞，有“促進(jìn)、增加”的含義。在電子設(shè)計中，Boost是一種升壓電路。

一節(jié)電池是1.5V，兩節(jié)電池串聯(lián)起來，就有3V。Boost升壓變換器的原理，就是把儲能元件電感，作為“間歇性電源”，與輸入電源串聯(lián)起來，實現(xiàn)升壓。

Boost升壓變換器

如上圖，當(dāng)開關(guān)管Q導(dǎo)通(閉合)的時候，輸入電壓對電感充電，電容放電維持輸出電壓，電流的回路是：輸入電壓Vin→電感L→開關(guān)管Q;

當(dāng)開關(guān)管Q1斷開的時候，輸入電壓Vin+電感L串聯(lián)起來，一起為電容C充電，串聯(lián)電壓會大于輸入電壓，電流的回路是：輸入電壓Vin+電感L→二極管D→電容C→輸出電壓Vout。

可以看出，控制Q導(dǎo)通的時間，就可以控制輸出電壓。如果在一個周期內(nèi)，Q1導(dǎo)通的時間為Ton，Q1關(guān)斷的時間為Toff，我們忽略器件上的損耗，(根據(jù)電感的伏秒平衡可知)輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系：

輸出電壓取決于電容中儲存的電荷量，在電感為電容充電的期間，輸出電壓上升;其它時間，電容為負(fù)載提供電流，輸出電壓下降。所以，輸出電壓必然存在波動，不如線性穩(wěn)壓電源紋波小。

基于MC34063的Boost升壓電路

MC34063是一片集成的DC-DC電壓轉(zhuǎn)換器。它內(nèi)置了振蕩器、驅(qū)動器以及大電流的輸出開關(guān)，可用做升壓、降壓，或者逆變開關(guān)穩(wěn)壓器。這個芯片已經(jīng)比較古老了，性能也不算好，只是比較典型，所以拿來講原理。

圖 MC34063功能框圖

它的1、2腳就是開關(guān)管的兩端?？梢钥闯鯩C34063內(nèi)部的開關(guān)管是達(dá)林頓管，它與單個三極管原理類似，但擁有更大的放大倍數(shù)。

3腳外接電容，用于控制振蕩器的頻率。

4腳與6腳分別接GND與VCC，用于供電。

7腳與8腳用于保護(hù)，暫不關(guān)注。

5腳接比較器的反向輸入端。芯片內(nèi)部有1.25V的參考電源與比較器，通過外部負(fù)反饋電路，可以保持5腳的電壓始終為1.25V作用。所以5腳常常外接采樣電路，用于檢測輸出電壓是否達(dá)到設(shè)定值。

圖 Boost升壓電路原理圖

輸出電壓將影響第5腳“比較器反相輸入”的電壓。如果5腳的電壓小于1.25V，芯片內(nèi)部的比較器、振蕩器、與門、RS觸發(fā)器會經(jīng)過一系列配合，使1腳與2腳斷開，電感放電，輸入電壓+電感為電容充電，提高輸出電壓。如果5腳的電壓大于1.25V，1腳與2腳閉合，為電感充電。電容為負(fù)載供電，輸出電壓逐漸下降?？梢?，為采樣電路選擇合適的分壓電阻可以確定輸出電壓的值。

電路中其它器件的值均可查閱數(shù)據(jù)手冊算出。為了進(jìn)一步提升輸出電源的質(zhì)量，輸出端還可以增加LC濾波電路。

下圖是1腳波形(黃色)與輸出電壓波形(藍(lán)色)對比。