LM3224升压电路PCB样板实测（一）

patch1982

本帖最后由地瓜patch 于 2013-10-23 13:22 编辑

基于种种考虑及条件限制，某些便携移动设备，需要5v电源电压。就如某些设备需要9v或12v或24v电源一样。从能量密度与安全性角度的考虑, 锂离子电池或锂聚合物电池的优势己成为便携设备的首选。
本应用方案就是采用锂电池供电，升压芯片选用经济实惠易用易测试的TI芯片LM3224.需要强调的是，本应用方案只考虑锂电池的放电；充电不在本应用方案讨论之列。
LM3224的特性如下：

大体思路是，先评估负载所需功率；然后元件选型，元件要方便焊接调试；然后是作图做样板；然后是样板测试；最后才是将样板电路整体放到目标设备中。下边进入正题，侧重在于LM3224的电路调试及带载评估。

如上图在WEBENCH设计中配置输入电压从3.6V到4.2V输出直流5v @ 0.8A。实际上一般便携设备10-200mA电流就已经足够。WEBENCH设计的原理图如下左图（也可见附件文档3），当然实际测试中也参考了TI的应用笔记AN-1394，如下右图（也可见附件文档2）

做了一块pcb样板，尺寸大约35x30mm。元件当然没有按照bom表来配，因为买不到bom表中对应型号的散件，所以就拿手头上现有的元件来搭配了。电路板如下图

下面按照一般电路的测试方法从头到尾一步一步调试（这个电路板焊上元件后输出就是正常的，比较幸运）。因为一开始电路板肯定不会是正常的，所以首先要在空载情况下将电路调整好以后在带载测试。用稳压电源作为pcb电路板的供电电源，将其设置为3.6V输出，将pcb电路板接入电源，Vin接稳压电源的正端，GND接稳压电源的负。
读LM3224数据手册（可见附件文档1），手册中提示该芯片就是说LM3224的工作频率615KHz/1.25MHz是可通过外置电路来配置的，我将FSLCT引脚通过跳线接地了芯片工作在615KHz，如上图pcb上的跳线。当然也可以接高，也就是接Vin，电路正常的话，输出也会是欲得到的目标电压值。

数据手册中还提示若电路正常这个引脚上的电压就应该是1.26V。如下左图黑表笔接地，红表笔接在pin2/FB上，也就是下图中6.98K和20k的公共端。测得电压如下右图

通过以上测试得到pin2/FB引脚的电压为1.26V，可以肯定LM3224是正常工作了。测试输出电压，如下左图，依旧黑表笔接地，红表笔接Vout。
需要多说一句的是，一开始输出电压为6.7V，后来检查一通，发现把两个分压电阻中的下位电阻焊错了，更换电阻就好了。因为找不到正好合适的输出5V的电阻配置，所以只能将电压配置在了5.24V。输出电压结果如下右图。

输出电压的计算公式可从式（该式在附件文档1中page16）中倒推出来，不做过多赘述。

以上测试步骤的结果表明，在空载的情况下，利用LM3224做的升压电路从3.6-4.2V到5v的升压转换的目的达到了。但是带载情况怎样呢？会不会接上个10K负载电压就跌倒3V呢？
下面做一下带载测试，没有太大的真实负载，就用电阻做替代了。
从LM3224的数据手册中可看到，这里我将2.45A作为其在7V输入下的最大输入电流来看待，为什么说是在7V下2.45A呢？因为数据手册中还说了其输如电压范围这样，根据能量守恒 7x2.45=5x 得到 x= 3.43A （这样计算不知道是否正确？待带载验证）