電池升壓 5V9V12V，內(nèi)置 MOS 大功率方案：FP6296XR-G1 原理圖

DC-DC 升壓是很多電子產(chǎn)品常用的電路。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，大電流，大壓差，DC-DC升壓 IC 也很成熟。FP6296XR-G1 是一顆電流控制模式升壓轉(zhuǎn)換器，脈波寬度調(diào)變(PWM)，內(nèi)置 15mΩ/10A/15V MOSFET，能做大功率高轉(zhuǎn)換效率，周邊元件少節(jié)省空間，適合用在行動(dòng)裝置，寬工作電壓 2.7V~12V，單節(jié)與雙節(jié)鋰電池都能使用，精準(zhǔn)反饋電壓 1.2V(±2%)，過(guò)電流保護(hù)透過(guò)外部電阻調(diào)整，電流控制模式讓瞬時(shí)響應(yīng)與系統(tǒng)穩(wěn)定性佳，輕載進(jìn)入省電模式(Skip Mode)，達(dá)到輕載高效率，封裝為 SOP-8L(EP)。，廣泛應(yīng)用到單節(jié)鋰電池 3.7V 供電的手持風(fēng)扇、便攜式電動(dòng)工具、電子煙、藍(lán)牙音響等市場(chǎng)。

FP6296XR-G1 能被廣泛應(yīng)用是因?yàn)樵诟?jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)環(huán)境下?lián)碛歇?dú)特的優(yōu)勢(shì)能滿足大部分客戶的功能需求：

? 工作電壓范圍 2.7V~12V

? 可調(diào)輸出電壓最高 13V

? 固定工作頻率 400kHz

? VFB 反饋電壓 1.2V(±2%)

? 內(nèi)置 15mΩ,10A,15V MOSFET

? 關(guān)機(jī)耗電流最大 1μA

? 過(guò)溫保護(hù) 150℃

? 內(nèi)置軟啟動(dòng)

? 可調(diào)整過(guò)電流保護(hù) 2A~10A

? 封裝 SOP-8L(EP)

1.FP6296XR-G1 腳位圖&管腳說(shuō)明

2.FP6296XR-G1 DEMO 原理圖

應(yīng)用元件 ：

? C1,C2,C5,C6,C8：輸入與輸出穩(wěn)壓濾波電容。

? C9：HVDD 濾波電容。

? C3：HVDD 經(jīng)過(guò)內(nèi)部穩(wěn)壓管到 Vcc 產(chǎn)生 5V，此電壓會(huì)提供內(nèi)部電路與驅(qū)動(dòng) MOS，需要加

穩(wěn)壓電容。

? C4,C10,R4：系統(tǒng)補(bǔ)償回路元件，關(guān)系到 LX 方波穩(wěn)定度與瞬時(shí)響應(yīng)速度。

? R1,R2：FB 分壓電阻，決定輸出電壓。

? R3：改變阻值，調(diào)整過(guò)電流保護(hù)點(diǎn)。

? R10：EN 到輸入上拉電阻，控制 EN 下拉地，關(guān)閉 IC。

? Rout：HVDD 限流電阻 100Ω，避免輸出電壓過(guò)高，擊傷 IC。

? C12,R8：突波吸收元件，降低 LX 開關(guān)切換突波，一定要接。

? L1：電感具有儲(chǔ)能與濾波功用，感值越大電感漣波越小，相對(duì)感值越小漣波越大。選用

電感 注意電感是否適合高頻操作，及電感額定飽和電流值。

? D1：當(dāng) LX 截止時(shí)，D1 蕭特基管導(dǎo)通，提供電感放電回路。

3.FP6296XR-G1 的升壓計(jì)算公式

注：VOUT最高電壓做到 12V，這里輸出電壓看內(nèi)置的 MOS 管的電壓。

5.FP6296XR-G1 的基本參數(shù)計(jì)算

W ? η = WVIN

WVIN ? eff = WOUT

VVIN ? IVIN ? eff = VOUT ? IOUT

注：W 是 IC 的功率，功率因數(shù)η一般取 70%-80%之間，轉(zhuǎn)化效率 eff 一般取 85%之間，比如：

注：FP6296XR-G1 入單節(jié)電池輸入時(shí)，輸出功率可做到 18W，雙節(jié)電池輸入時(shí)，輸出功率可做到30W.

6.FP6296XR-G1 的功能說(shuō)明

a. 軟啟動(dòng)

IC 內(nèi)置軟啟動(dòng)功能，開機(jī)利用軟啟動(dòng)限制 PWM 占空比，讓占空比慢慢打開，避免瞬間輸入涌浪電流過(guò)大。

b. EN 開關(guān)控制

EN 小于 0.6V 將 IC 關(guān)閉，關(guān)機(jī) HVDD 最大耗電流 1μA，EN 大于 1.1V 啟動(dòng) IC；輸入電壓大于 5V，在輸入與 EN 之間接 200kΩ。

c. 過(guò)電流保護(hù)(OCP)

檢測(cè)通過(guò) LX 與 GND 之間 MOS 電流，也就是電感峰值電流，觸發(fā)過(guò)電流會(huì)將占空比縮小，限 制電感電流，輸出電壓也會(huì)降低；當(dāng)占空比 50%以上觸發(fā) OCP，為了讓 PWM 穩(wěn)定方波，IC 內(nèi)部做斜率補(bǔ)償，占空比越大 OCP 會(huì)降低，透過(guò)外部電阻 R3 調(diào)整 OCP，R3 選用參考以下圖表，電阻值 150kΩ~51kΩ，OCP 2A~10A，OC Pin 不能空接(一定要接電阻)。

d. 過(guò)溫保護(hù)

IC 內(nèi)部芯片溫度達(dá)到 150℃，將內(nèi)部 MOS 關(guān)閉保護(hù)芯片，等溫度降低到 130℃再打開。

7.FP6296XR-G1應(yīng)用說(shuō)明

a. 輸入低電壓應(yīng)用

輸入電壓低于 4.5V，象是單節(jié)鋰電池，將 HVDD Pin 串聯(lián) 100Ω 再接到輸出端，提高 Vcc=5V降低 FP6296 MOS 阻抗，提升轉(zhuǎn)換效率；輸入電壓高于 4.5V，HVDD 直接接到輸入端，轉(zhuǎn)換效率與接輸出端一樣，雙節(jié)鋰電池 6V~8.4V 連接 HVDD，還要在輸入端加一顆電解電容 33μF 以上，避免輸入上電突波造成 HVDD 內(nèi)部元件損壞。

b. 電感計(jì)算

電感值計(jì)算公式，r 電感峰對(duì)峰值與電感平均電流的比例(一般設(shè)定在 0.3~0.5)。舉例：Vin=3.3V、Vout=12V、Iout=1.5A(max)、Fs=400kHz、Eff=88%、r=0.3，代入公式求得電感 L=3.217

μH，選用 3.3μH。

c. 電容與蕭特基選用

MLCC 陶瓷電容選用 X5R,X7R 材質(zhì)，不建議使用 Y5V 材質(zhì)(內(nèi)阻高，電容值隨溫度變化大)；蕭特基選用低導(dǎo)通電壓，平均電流大于輸入與電感峰值電流，耐壓大于輸出電壓的 1.5 倍。

d. 輸出電壓計(jì)算

輸出電壓由 FB Pin 分壓電阻決定，計(jì)算公式如下。

e. 布板說(shuō)明

? 大電流路徑走線要粗，鋪銅走線最佳。

? 開關(guān)切換連接點(diǎn) L1、LX 與 D1，走線要短與粗，鋪銅走線最佳。

? 輸入電容 C9 靠近 HVDD 與 GND Pin，達(dá)到穩(wěn)壓與濾波功效。

? 分壓電阻 R1,R2 靠近 FB 與 GND Pin。

? FB Pin 遠(yuǎn)離開關(guān)切換點(diǎn) L1、LX 與 D1，避免受到干擾。

? 輸入電容 C1,C2 的地、輸出電容 C5,C6,C8 地與 GND Pin，鋪銅走線，上下層地多打洞連接。

? 輸出電容 C5 的地一定要靠近 IC 底部散熱片 GND Pin，降低開關(guān)切換突波與輸出高頻噪聲。

? 突波吸收元件 R8,C12 兩者靠近，且靠近 LX 與 GND Pin，R9,C13 兩者靠近，且靠近 D1。

? 板子多余空間建議鋪地。

FP6296XR-G1 底部散熱片布板︰

IC 發(fā)熱要透過(guò)底部散熱片導(dǎo)熱到板子銅箔，如下樣板在底部與周邊打滿小洞，上下層都要裸銅，裸銅面積愈大，導(dǎo)熱快散熱佳。

f. EMI 對(duì)策

R8,C12 兩者靠近，且靠近 LX 與 GND Pin；R9,C13 兩者靠近，且靠近 D1，輸出電容 C5 的地 一定要靠近 IC 底部散熱片 GND Pin，L2 使用磁珠(Bead)參考以下規(guī)格，測(cè)試條件鋰電池 3.8V 升壓 12V/1.2A(水泥電阻 10Ω)，測(cè)試結(jié)果垂直與水平都通過(guò)；L2 也可以選用電感 1μH。

磁珠 FI321611U601

垂直低標(biāo) 4.38dB，水平低標(biāo) 2.29dB