CN206117507U - 一种dc‑dc转换电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一一种DC‑DC转换电路，包括芯片电路、电源滤波电路、RC延时电路、反馈电路、举升电路和能量转换电路，芯片电路包括VIN引脚、SW引脚、FB引脚、EN引脚和BST引脚；还包括一电源输入端，电源输入端分别与VIN引脚和EN引脚连接，电源滤波电路一端与电源输入端连接；电源输入端与EN引脚之间连接有RC延时电路；FB引脚与反馈电路连接；BST引脚与举升电路一端连接，SW引脚、举升电路的另一端、反馈电路的另一端分别与能量转换电路连接；能量转换电路的另一端分别连接电源输出端和接地。本实用新型可以根据芯片的不同而进行数值的调整，并在不增加PBCA面积的前提下，实现共Layout的设计。

Description

一种DC-DC转换电路

技术领域

本实用新型涉及转换电流技术领域，尤其涉及一种DC-DC转换电路。

背景技术

DCDC：全称为Direct Current to Direct Current，即直流到直流，一般从一种直流电压变换到另一种直流电压。

近几年全球各地都开始关注节能减排，提高能源利用效率，在电子产品的供电方案中，DCDC以其突出的高效率特点迅速普及开来，市面上能够见到的DCDC品牌和型号非常多，更新换代也非常快，因此对于使用了DCDC的产品设计来说，也要相应的快速更新，否则可能就面临无料可用的困境。

为了尽可能的减少产品设计的更新次数，延长产品生命周期，常见的做法就是在产品设计中尽量选择较新的物料，或者多准备几家备份资源，也有部分产品同时设计了两种不同的物料，一般这种兼容设计会占用较大的PCBA面积，从而带来成本的上升。

目前通用的DCDC设计都是单一设计，即设计中使用的是什么样的DCDC，实际生产时也只能使用该型号的物料，当物料出现品质问题或者交期问题等导致产品无法按时交付时有较大风险。为了规避该风险，最常见的办法就是寻找能够直接pin对pin替换的备份资源，这种方案也有一定局限性，任何两种物料都不可能完全一样，这种替代也有风险。

另外一种纯粹的堆叠两种不同的设计，一般会增大PCBA的面积，带来成本的上升，局限性也比较大，因为现在的产品设计都很紧凑。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种DC-DC转换电路，其在不增加PBCA面积的前提下，合理利用DCDC的结构差异，实现共Layout的设计，以最大限度的规避DCDC“独家供应”的风险。同时引入两种设计也有利于二者之间的竞争，带来进一步的成本降低和品质提升。

为解决以上技术问题，本实用新型实施例提供一种DC-DC转换电路，包括芯片电路、电源滤波电路、RC延时电路、反馈电路、举升电路和能量转换电路，所述芯片电路包括VIN引脚、SW引脚、FB引脚、EN引脚和BST引脚；

还包括一电源输入端，所述电源输入端分别与所述VIN引脚和所述EN引脚连接，所述电源滤波电路一端与所述电源输入端连接；所述电源输入端与所述EN引脚之间连接有所述RC延时电路；所述FB引脚与所述反馈电路连接；所述BST引脚与所述举升电路一端连接，所述SW引脚、举升电路的另一端、反馈电路的另一端分别与所述能量转换电路连接；所述能量转换电路的另一端分别连接电源输出端和接地；

所述电源滤波电路的另一端、RC延时电路的另一端和反馈电路的另一端均接地。

进一步地，所述电源滤波电路包括并联的第五电容和第六电容，所述第五电容的第一端和第六电容的第一端均与所述电源输入端连接，所述第五电容的第二端和第六电容的第二端均接地，所述第六电容的第三端与所述VIN引脚连接。

进一步地，所述RC延时电路包括串联的第二可调电阻和第八电容，所述第二可调电阻与所述电源输入端连接，所述第八电容分别接地和与所述EN引脚连接。

进一步地，所述反馈电路包括第七电容、第九电容、第三可调电阻、第四可调电阻和第六可调电阻，所述FB引脚依次通过所述第六可调电阻和第三可调电阻与所述能量转换电路连接，所述第九电容与所述第四可调电阻的第一端均接地，所述第九电容的第二端与所述FB引脚连接，所述第四可调电阻的第二端分别与第七电容的第一端以及第六可调电阻和第三可调电阻之间的连接线连接，所述第七电容与所述第三可调电阻并联。

进一步地，所述举升电路包括依次串联的第五可变电阻和第一电容，所述第五可变电阻与所述BST引脚连接，所述第一电容与所述能量转换电路连接。

进一步地，所述能量转换电路包括电感、第二电容、第三电容和第四电容，所述电感一端分别与所述SW引脚和举升电路的输出端连接，所述第二电容的第一端分别与所述电感的另一端和反馈电路连接，第二电容的第二端接地，第二电容的第三端与所述第三电容并联后分成两路，一路与电源输出端连接，一路与第四电容串联后接地。

进一步地，所述芯片电路还包括GND引脚，所述GND引脚接地。

进一步地，所述电源输入端为12V。

进一步地，所述电源输出端为5V。

本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型所述的DC-DC转换电路，既适用于常用的SY8120B1芯片，也适用于常用的MP1652芯片，其中的可变电阻和电容及电感值并非固定的，可以根据芯片的不同而进行数值的调整。

2、本实用新型在不增加PBCA面积的前提下，合理利用DCDC的结构差异，实现共Layout的设计，以最大限度的规避DCDC“独家供应”的风险。同时引入两种设计也有利于二者之间的竞争，带来进一步的成本降低和品质提升。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种DC-DC转换电路的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图1所示，是本实用新型提供的一种DC-DC转换电路，包括芯片电路1、电源滤波电路2、RC延时电路3、反馈电路4、举升电路5和能量转换电路6，所述芯片电路1包括VIN引脚、SW引脚、FB引脚、EN引脚和BST引脚；

还包括一电源输入端，所述电源输入端分别与所述VIN引脚和所述EN引脚连接，所述电源滤波电路2一端与所述电源输入端连接；所述电源输入端与所述EN引脚之间连接有所述RC延时电路3；所述FB引脚与所述反馈电路4连接；所述BST引脚与所述举升电路5一端连接，所述SW引脚、举升电路5的另一端、反馈电路4的另一端分别与所述能量转换电路6连接；所述能量转换电路6的另一端分别连接电源输出端和接地；

所述电源滤波电路2的另一端、RC延时电路3的另一端和反馈电路4的另一端均接地。

进一步地，为了具体描述，所述电源滤波电路2包括并联的第五电容CP5和第六电容CP6，所述第五电容CP5的第一端和第六电容CP6的第一端均与所述电源输入端连接，所述第五电容CP5的第二端和第六电容CP6的第二端均接地，所述第六电容CP6的第三端与所述VIN引脚连接。

为了更加清楚描述，所述RC延时电路3包括串联的第二可调电阻RP2和第八电容CP8，所述第二可调电阻RP2与所述电源输入端连接，所述第八电容CP8分别接地和与所述EN引脚连接。

为了更加方便连接，所述反馈电路4包括第七电容CP7、第九电容CP9、第三可调电阻RP3、第四可调电阻RP4和第六可调电阻RP6，所述FB引脚依次通过所述第六可调电阻RP6和第三可调电阻RP3与所述能量转换电路6连接，所述第九电容CP9与所述第四可调电阻RP4的第一端均接地，所述第九电容CP9的第二端与所述FB引脚连接，所述第四可调电阻RP4的第二端分别与第七电容CP7的第一端以及第六可调电阻RP6和第三可调电阻RP3之间的连接线连接，所述第七电容CP7与所述第三可调电阻RP3并联。

进一步地，所述举升电路5包括依次串联的第五可变电阻RP5和第一电容CP1，所述第五可变电阻RP5与所述BST引脚连接，所述第一电容CP1与所述能量转换电路6连接。

进一步地，所述能量转换电路6包括电感LP、第二电容CP2、第三电容CP3和第四电容CP4，所述电感LP一端分别与所述SW引脚和举升电路5的输出端连接，所述第二电容CP2的第一端分别与所述电感LP的另一端和反馈电路4连接，第二电容CP2的第二端接地，第二电容CP2的第三端与所述第三电容CP3并联后分成两路，一路与电源输出端连接，一路与第四电容CP4串联后接地。

进一步地，为了方便接地，所述芯片电路1还包括GND引脚，所述GND引脚接地。

为方便输入，进一步地，所述电源输入端为12V，本领域技术人员应该知晓，所述12V为直流电源。

为了方便输出，进一步地，所述电源输出端为5V，本领域技术人员应该知晓，所述5V为直流电源。

具体使用中，由于MP1652的输入和输出功率部分(即VIN引脚，SW引脚和GND引脚)分布在同一侧，这样就可以实现本发明的兼容设计，VIN为MP1652芯片的输入端，一般连接输入电源，第五电容CP5和第六电容CP6为输入端滤波电容，其中第六电容CP6取值一般为nF级，用于滤除DC-DC开关的高频噪声，第五电容CP5为输入储能电容。EN引脚为MP1652芯片的使能控制脚，第二可变电阻RP2和第八电容CP8组成的RC延时电路以方便调整输出时序。与MP1652芯片的FB脚相连的第九电容CP9，第六可变电阻RP6，第三可变电阻RP3，第四可变电阻RP4和第七电容CP7构成一个完整的反馈回路，用于将输出电压的变化实时反馈到MP1652芯片内部的控制环路中。MP1652芯片的SW引脚为DCDC的开关振荡引脚，和外部的电感LP，第二电容CP2，第三电容CP3以及第四电容CP4构成输出端的能量变换电路，其中电感LP主要是储能电感，第二电容CP2，第三电容CP3为储能和滤波电容。BST引脚连接的第五可变电阻RP5和第一电容CP1组成一个自举升压电路。

该设计中同时兼容了两种DCDC的外围电路，当使用SY8120B1的时候，第五可变电阻RP5和第六可变电阻RP6修改为0R电阻；当使用MP1652时，第二可变电阻RP2修改为100K电阻，第三可变电阻RP3修改为40.2KR电阻，第四可变电阻RP4修改为7.68KR电阻，电感LP修改为4.7uH电感，第三电容CP3需要加上，第九电容CP9根据情况调整容值，选择范围为100pF量级的电容。

实际使用中，将SY8120B1芯片的标准SOT23-6封装的FB引脚和EN引脚的PCB焊盘内部缩短一合适值，一般优选缩短0.25mm，以保证不影响SY8120B1芯片的焊接效果，同时又与MP1652芯片的焊盘之间有足够的安全间距，一般两个芯片之间的间距为0.2mm以上。将MP1652芯片顺时针旋转90度与SY8120B1芯片重叠放置方式，节省PCBA面积。

一般情况下，FB引脚和EN引脚的PCB焊盘内部缩短0.15～0.35mm，一般优先取0.25mm，以保证不影响SY8120B1的焊接效果。

如前所述，两颗芯片不能焊接在一起，但是芯片的焊盘是需要同时存在的，两颗芯片由于不同的管脚定义，导致不同功能的引脚不能在PCB制作或者加工制造过程中有短接的风险(比如焊盘在SMT工艺中是要先刷锡膏的，锡膏在回流焊过程中受热融化，间距过小的时候锡膏在融化过程中就连一起了造成短路)，这就要求两颗芯片不同功能的引脚之间必须保持足够的安全间距，这个值一般是0.2mm以上，如果不足0.2mm，工艺难度就很大了，也很容易出现短路的风险。

以SY8120B1为例说明该DCDC电路的工作过程：当上电的时候，DCDC打开内部的MOS管开关，MOS打开后的导通内阻很小，此时相当于输入脚VIN与震荡脚SW直接短接在一起了，这样输入的电源VIN就通过SW对输出端的电感LP和电容CP2，CP3进行充电，当充电电压达到设定值之后，FB端会一直检测该电压值，并反馈到内部的控制电路，以关闭内部的充电MOS管，同时打开SW脚与GND脚之间的MOS管，使之直接导通，此时输入电源VIN与SW之间已经断开，而输出端电感LP通过电容CP2，CP3与DCDC的GND脚和SW脚之间构成一个电流回路，将电感储存的能量向负载传递，此时输出端电压逐渐降低，当低于某一设定值时，FB检测到该值又会指示内部的控制电路打开VIN与SW间的MOS管让电源VIN开始对电感LP充电，此过程是周期性重复的。从而实现DCDC的电压转换功能。MP1652工作原理完全相同。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种DC-DC转换电路，其特征在于，包括芯片电路(1)、电源滤波电路(2)、RC延时电路(3)、反馈电路(4)、举升电路(5)和能量转换电路(6)，所述芯片电路(1)包括VIN引脚、SW引脚、FB引脚、EN引脚和BST引脚；

还包括一电源输入端，所述电源输入端分别与所述VIN引脚和所述EN引脚连接，所述电源滤波电路(2)一端与所述电源输入端连接；所述电源输入端与所述EN引脚之间连接有所述RC延时电路(3)；所述FB引脚与所述反馈电路(4)连接；所述BST引脚与所述举升电路(5)一端连接，所述SW引脚、举升电路(5)的另一端、反馈电路(4)的另一端分别与所述能量转换电路(6)连接；所述能量转换电路(6)的另一端分别连接电源输出端和接地；

所述电源滤波电路(2)的另一端、RC延时电路(3)的另一端和反馈电路(4)的另一端均接地。

2.根据权利要求1所述的一种DC-DC转换电路，其特征在于，所述电源滤波电路(2)包括并联的第五电容CP5和第六电容CP6，所述第五电容CP5的第一端和第六电容CP6的第一端均与所述电源输入端连接，所述第五电容CP5的第二端和第六电容CP6的第二端均接地，所述第六电容CP6的第三端与所述VIN引脚连接。

3.根据权利要求1所述的一种DC-DC转换电路，其特征在于，所述RC延时电路(3)包括串联的第二可调电阻RP2和第八电容CP8，所述第二可调电阻RP2与所述电源输入端连接，所述第八电容CP8分别接地和与所述EN引脚连接。

4.根据权利要求1所述的一种DC-DC转换电路，其特征在于，所述反馈电路(4)包括第七电容CP7、第九电容CP9、第三可调电阻RP3、第四可调电阻RP4和第六可调电阻RP6，所述FB引脚依次通过所述第六可调电阻RP6和第三可调电阻RP3与所述能量转换电路(6)连接，所述第九电容CP9与所述第四可调电阻RP4的第一端均接地，所述第九电容CP9的第二端与所述FB引脚连接，所述第四可调电阻RP4的第二端分别与第七电容CP7的第一端以及第六可调电阻RP6和第三可调电阻RP3之间的连接线连接，所述第七电容CP7与所述第三可调电阻RP3并联。

5.根据权利要求1所述的一种DC-DC转换电路，其特征在于，所述举升电路(5)包括依次串联的第五可变电阻RP5和第一电容CP1，所述第五可变电阻RP5与所述BST引脚连接，所述第一电容CP1与所述能量转换电路(6)连接。

6.根据权利要求1所述的一种DC-DC转换电路，其特征在于，所述能量转换电路(6)包括电感LP、第二电容CP2、第三电容CP3和第四电容CP4，所述电感LP一端分别与所述SW引脚和举升电路(5)的输出端连接，所述第二电容CP2的第一端分别与所述电感LP的另一端和反馈电路(4)连接，第二电容CP2的第二端接地，第二电容CP2的第三端与所述第三电容CP3并联后分成两路，一路与电源输出端连接，一路与第四电容CP4串联后接地。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种DC-DC转换电路，其特征在于，所述芯片电路(1)还包括GND引脚，所述GND引脚接地。

8.根据权利要求7所述的一种DC-DC转换电路，其特征在于，所述电源输入端为12V。

9.根据权利要求8所述的一种DC-DC转换电路，其特征在于，所述电源输出端为5V。