在現代，鋰電池正在豐富電子世界。它們可以非常快速地充電并提供良好的備份，再加上它們的低制造成本，使鋰電池成為便攜式設備最可取的選擇。由于單節鋰電池的電壓范圍從最低3.2電壓到4.2V，因此很難為那些需要5V或更高的電路供電。在這種情況下，我們需要一個升壓轉換器，它將根據負載要求提升電壓，超過其輸入電壓。

該細分市場有很多選擇;MC34063是該細分市場中最受歡迎的開關穩壓器。MCP34063可配置為三種操作：降壓、升壓和反相。我們使用MC34063作為開關升壓穩壓器，將3.7V鋰電池電壓升壓至5.5V，具有500mA輸出電流能力。

集成電路 MC34063

MC34063引腳排列圖如下圖所示。左側顯示MC34063的內部電路，另一側顯示引腳排列圖。

MC34063是1.5A升壓或降壓或反相穩壓器，由于直流電壓轉換特性，MC34063是一款DC-DC轉換器IC。

該 IC 在其 8 引腳封裝中提供以下特性-

溫度補償基準

限流電路

受控占空比振蕩器，帶有源高電流驅動器輸出開關。

接受 3.0V 至 40V DC。

可在 100 KHz 開關頻率下工作，容差為 2%。

極低的待機電流

可調輸出電壓

此外，盡管具有這些特性，但它是廣泛使用的，并且比此類細分市場中可用的其他IC更具成本效益。

我們設計升壓電路，使用MC34063將3.7V鋰電池電壓提升至5.5V。

計算升壓轉換器的元件值

如果我們檢查數據表，我們可以看到完整的公式圖表存在，以根據我們的要求計算所需的所需值。這是數據表中提供的公式表，還顯示了升壓電路。

以下是不含這些元件值的原理圖，將與MC34063一起使用。

現在我們將計算設計所需的值。我們可以根據數據表中提供的公式進行計算，也可以使用安森美半導體網站提供的Excel表進行計算。

計算這些分量值的步驟

第 1 步：-首先，我們需要選擇二極管。我們將選擇廣泛使用的二極管1N5819。根據數據表，在1A正向電流下，二極管的正向電壓為0.60 V。

第 2 步：-我們將使用公式計算

為此，我們的Vout為5.5V，二極管的正向電壓（Vf）為0.60V。我們的最小電壓Vin（最小值）為3.2V，因為這是單節電池可接受的最低電壓。對于輸出開關（Vsat）的飽和電壓，為1V（數據手冊中的1V）。通過，把這一切放在一起，我們得到

(5.5+0.60-3.2 / 3.2-1) = 0.9

So,

tON / tOFF

=

1.31

第 3 步：-不，我們將根據公式計算 Ton + Toff 時間 Ton + Toff = 1 / f

我們將選擇較低的開關頻率，50Khz。

So, Ton + Toff = 1 / 50Khz = 20us So our Ton + Toff is 20uS

第 4 步：-現在我們將計算 T關閉時間。

Toff = (Ton + Toff / (Ton/Toff )+1)

正如我們之前計算的 Ton + Toff 和 Ton / Toff 一樣，現在計算會更容易，

Toff = 20us / 1.31+1 = 8.65us

第 5 步：-現在下一步是計算噸，

Ton = (Ton + Toff) - Toff = 20us – 8.65us = 11.35us

第 6 步：-我們需要選擇定時電容器 Ct，該時鐘需要產生所需的頻率。克拉 = 4.0 x 10-5x 噸 = 4.0 x 10-5x 11.35uS = 454pF

第 7 步：-現在我們需要計算平均電感電流或

IL(avg). IL(avg) = Iout(max) x ((Ton/Toff )+1)

我們的最大輸出電流為500mA。因此，平均電感電流將為.5A x （1.31 + 1） = 1.15A。

第 8 步：-現在是電感的紋波電流的時候了。典型電感器使用平均輸出電流的20-40%。因此，如果我們選擇電感紋波電流的30%，它將是1.15 * 30% = 0.34A

第 9 步：-開關峰值電流將為 IL（平均值） + Iripple/2 = 1.15 + .34/2 = 1.32A

步驟10：-根據這些值，我們將計算電感值

步驟11：-對于500mA電流，Rsc值將為0.3/Ipk。因此，對于我們的要求，它將是 rsc = .3/1.32 = .22 歐姆

步驟12：-讓我們計算輸出電容值

我們可以從升壓輸出中選擇250mV（峰峰值）的紋波值。

So, Cout = 9* (0.5*11.35us / 0.25) = 204.3uF

我們將選擇220uF，12V。使用的電容器越多，紋波就越少。

第 13 步：-最后，我們需要計算電壓反饋電阻值。輸出電壓 = 1.25 （1 + R2 / R1）

我們將選擇 R1 值 2k，因此，R2 值將為 5.5 = 1.25 （1 + R2 / 2k） = 6.8k

我們計算了所有值。所以下面是最終的原理圖：

升壓轉換器電路圖

必需組件

用于輸入和輸出的可靠連接器 - 2 個常開

2k 電阻 - 1 常開

6.8k 電阻 - 1 常開

1N5819- 1 否

100uF，12V和194.94uF，12V電容器（使用220uF，12V，選擇接近值）各1個。

18.91uH 電感器，1.5A - 1 個 （使用 33uH 2.5A，在我們的地方很容易買到）

454pF（470pF二手）陶瓷盤式電容器 1 否

1 鋰離子或鋰聚合物電池 單節或并聯電池取決于電池容量，用于所需項目中的備用相關問題。

MC34063 開關穩壓器 IC

.24歐姆電阻（.3R，2W使用）

1 nos Veroboard（可以使用虛線或連接的Vero）。

烙鐵

助焊劑和焊絲。

如果需要，還可以使用其他電線。

注意：我們使用33uh電感器，因為它很容易在額定電流為2.5A的本地供應商處獲得。 此外，我們還使用.3R電阻代替.22R。

排列組件后，將組件焊接在 Perf 板上

焊接完成。

測試升壓轉換器電路

在測試電路之前，我們需要可變直流負載來從直流電源吸收電流。在我們測試電路的小型電子實驗室中，測試公差要高得多，因此，很少有測量精度達不到標準。

示波器經過正確校準，但人工噪聲、EMI、RF 也會改變測試結果的準確性。此外，萬用表具有 +/-1% 的容差。

在這里，我們將測量以下內容

在高達 500mA 的各種負載下輸出紋波和電壓。

電路的效率。

電路的空閑電流消耗。

電路的短路情況。

另外，如果我們使輸出過載會發生什么？

我們的室溫是25攝氏度，我們測試了電路。

在上圖中，我們可以看到直流負載。這是一個阻性負載，正如我們所看到的，并聯的 10 個 1 歐姆電阻是連接在 MOSFET 上的實際負載，我們將控制 MOSFET 柵極并允許電流流過電阻器。這些電阻器將電能轉化為熱量。結果包括 5% 的容差。此外，這些負載結果還包括負載本身的功耗，因此當它沒有負載時，它將顯示默認的70mA負載電流。我們將從其他電源為負載供電并測試電路。最終輸出為（結果 – 70mA）。我們將使用具有電流檢測模式的萬用表并測量電流。由于儀表與直流負載串聯，由于萬用表內的分流電阻器壓降，負載顯示將無法提供準確的結果。我們將記錄儀表的結果。

以下是我們的測試設置;我們已經連接了電路上的負載，我們正在測量升壓穩壓器兩端的輸出電流以及它的輸出電壓。升壓轉換器上還連接了一個示波器，因此我們還可以檢查輸出電壓。18650鋰電池（1S2P – 3.7V 4400mAH）提供輸入電壓。

我們從輸出端汲取.48A或480-70 = 410mA的電流。輸出電壓為5.06V。

此時，如果我們檢查示波器中的峰到峰紋波。我們可以看到輸出波，紋波為260mV（pk-pk）。

這是詳細的測試報告

我們更改了負載，并在每個步驟上等待大約 3 分鐘，以檢查結果是否穩定。在530mA （.53A）負載后，電壓顯著下降。在其他情況下，從0負載到500mA，輸出電壓下降.46V。

使用臺式電源測試電路

由于我們無法控制電池電壓，我們還使用可變臺式電源單元來檢查最小和最大輸入電壓（3.3-4.7V）的輸出電壓，以檢查它是否正常工作，

在上圖中，工作臺電源提供3.3V輸入電壓。負載顯示5.35V輸出，350mA電流從開關電源汲取。由于負載由臺式電源供電，因此負載顯示不準確。電流消耗結果（347mA）還包括負載本身從臺式電源消耗的電流。負載使用臺式電源（12V / 60mA）供電。因此，從MC34063輸出汲取的實際電流為347-60 = 287mA。

我們通過改變負載來計算3.3V的效率，這是結果

現在我們已將電壓更改為4.2V輸入。當我們消耗 357 – 60 = 297mA 的負載時，我們得到 5.41V 作為輸出。

我們還測試了效率。它比之前的結果略好。

當負載為0時，電路的空閑電流消耗在所有條件下記錄為3.47mA。

此外，我們檢查了短路，觀察到正常運行。在最大輸出電流閾值之后，輸出電壓明顯降低，一段時間后接近零。