一、DCDC简易电路原理
DCDC电路是直流转直流电路，将某直流电源转变为不同电压值的电路，分为升压电路和降压电路。
1.1电容、电感基础知识
1.1.1电容
电容两端电压不能突变。
通交流、阻直流；通高频、阻低频。
1.1.2电感
通过电感上的电流不能突变。
通直流，阻交流；通低频，阻高频。
1.2升压电路原理
1.2.1电感的作用
如上图，开关闭合，电感充电，电阻短路，当2.2us后电感上电流达到2.4A。
开关断开，电源流经电感（电源电压＋电感电压，达到升压，电感放电）为电阻供电，2.4A的电流流过电阻，电阻两端电压达到12v。
但是，若开关闭合，电阻又被短路，电阻两端电压随开关闭合与断开变化。
1.2.2二极管的作用
开关闭合，电源向电感充电，电容、电阻短路。
左图，开关断开，电源流经电感（电源电压＋电感电压，达到升压，电感放电）向电容充电，并为电阻供电。
右图，开关闭合，电源向电感充电，二极管隔离两边电路；电容（达到电源电压＋电感电压）向电阻放电。
现实，将开关换成MOS管，MOS管导通，电源给电感充电，电容给电阻放电；MOS管断开，电源电流流经电感向电容充电，给电阻供电。
1.2.3注意点
升压到12v时，输出电流只有0.25A，不足以驱动电机。
所以需要并联许多节干电池，增加输入电流才行。既然有这么多干电池了，为什么不直接串联达到12v？还可以省略升压电路。
1.3降压电路原理
通过不停的开关达到降压的目的，实际中，开关换成MOS管 。
1.3.1调节占空比
1.3.2电路原理
（1）开关闭合
如左图，开关闭合，二极管截至，电源给电感、电容充电，给负载供电。
但是通过电感上的电流不能突变，电感上感应出反向电流，使得负载端的电压不足12v，使
，如右图。
随时间增加，电感上电压减少，负载电压上升，若时间长，电感上电压将降为0v，负载上电压变为12v，因为电感上电流不变，则相当于一段导线。
所以要严格控制开关通断的时间。
（2）开关断开
如右图，开关断开，电感放电。随着电感上电压减小，负载两边的电压也减小，如右图。
可以达到如上图的效果。
（3）电容作用
储能、滤波
使负载两端电压更加的平滑。
1.3.3电路损耗
不足10%，电路效率90%。
二、基于MP１４７０芯片降压电路的初步了解
2.1阅读芯片数据手册
２.１.１基本信息（提炼最重要的信息）
- 输入电压：4.7~16v，最大不超过16v
- 最大输出电流：2A
- 开关频率：500KHz
- 同步、降压
- 封装：TSOT23-6
-
=55℃/w,在PCB上每上升1w，则温度·上升55℃。
- 应用信息：APPLICATION INFORMATION 在实际应用中的计算、选型
- PCB Layout Guidelines
- 应用实例
- 封装参数图
２.１.２管脚信息
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引脚号 |
名称 |
描述 |
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1 |
VIN |
电源电压。MP1470 的工作电压为 4.7V 至 16V。需要一个电容器来去耦合输入。使用宽 PCB 线连接 VIN。 |
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2 |
SW |
开关量输出。使用宽 PCB 线连接 SW。 |
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3 |
GND |
系统接地。GND是调节输出电压的参考地。在PCB布局期间需要格外小心，用铜线和通孔连接GND。 |
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4 |
BST |
引导结构。在SW和BST之间连接一个1uF BST电容和一个电阻，以在高边开关驱动器两端形成个浮动电源。 |
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5 |
EN |
使能。驱动EN高以启用MP1470。对于自动启动，请连接到带有100K欧的上拉电阻。 |
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6 |
FB |
反馈意见。将 FB 连接从输出端到 GND 的外部电阻分压器的抽头，以设置输出电压。当FB电压下降到600mV以下时，频率折返比较器降低振荡器频率，以防止在短路故障期间电流限制失控 |
2.2原理图分析
２.2.1自举电容
（1）基本信息
连接在BST脚上的C1电容
作用：保证MOS管持续导通
取值：在DCDC降压电路中取值约为0.1~1uF，该芯片固定为1uF
（2）原理
-
Vin输入与SW输出之间存在一个MOS管
-
导通条件:
-
存在问题：没有自举电容时，MOS不能完全饱和导通。
例如，当阈值
=4V时，g端电压要大于s端4V，MOS管才能导通。
开始上电
，MOS管导通，d→s导通。
随着
↑，
↓。
当＜4V时（例如=8.001V），MOS管进入放大状态，相当于大电阻，有压降，功耗比较大。
稳定在8.001V，不可能达到12V。
-
解决办法：加上自举电容。
开始上电，MOS管导通，d→s导通。同时自举电容充电到12V。
随着↑（如=5V），由于二极管存在，电容不能放电，电容两端电压被抬高至12V+5V，同时
=12V+5V=17V。
由于电容的存在，始终为12V，满足，MOS管始终处于饱和导通状态，可以达到12V。
-
总结：利用二极管加电容将
钳位在12V，MOS管始终导通。
２.2.2续流电感
（1）基本信息
连接在SW脚上的L1电容
作用：作为外围电路，实现降压
（2）原理
详情见1.3降压电路原理
2.2.3反馈网络
（1）基本信息
由连接在FB引脚上的R2,R3,R4组成
作用：设置输出电压
（2）原理
-
原理：R1，R2电阻对输出电压实现分压后，将R2两端电压值反馈给FB引脚，FB引脚得到电压值后与设定的电压值比较，可以通过调节芯片中MOS管开关频率（调节占空比）来调整输出电压。
-
R2取值：首先，选择 R2 的值。
R2 值应合理选择，因为 R2 值过小会导致相当大的静态电流损耗，但 R2 值过大又会使 FB 对噪声敏感。
建议 R2 在 5 - 100kΩ 之间。通常情况下，R2上电流在 5 - 30µA 之间可在系统稳定性和空载损耗之间取得良好平衡。 -
R1取值：可以根据下面的公式（手册提供）
手册还提供了这部分常见输出电压的推荐参数（
）
2.2.4其他器件
C2，C3，C4，C5，C6：均滤波。其中为Vin滤波的电容C3和C4，选择一大一小（相差100倍），小电容滤高频率，大电容滤低频率。R1：分压，可调节EN阈值。以上器件参数均可采纳手册建议。
三、总结——升降压电路
DCDC升压电路
DCDC降压电路
升降压电路均使用电容电感，但是位置不一样则功能不一样，总结如下。
|
|
升压电路 | 降压电路 |
| 电感 | 在开关前，用于和电源串联升压 | 在开关后，和负载串联，用于分压降压 |
| 电容 | 有电感，电感上，我充电；没电感，我再上 | 滤波，使波形不要太尖锐 |
四、基于MP１４８４DN芯片的PCB设计要点
3.1准备工作
下载对应的DCDC芯片数据手册对以下内容进行预先解读
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预先了解DCDC的功率及转换电压范围
-
对芯片的最大电流进行解读
-
对DCDC的管脚定义进行了解
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是否为高发热量转换芯片
-
PCB layout guide
3.2原理图
分析原理图，做到“心中有环”，“环”指的是有大电流（主干道）流过的闭合回路，环面积越小越好，布局紧凑。
在原理图上的“环”是一个完整的电路的环，在PCB中的体现一方面是该回路，另一方面更多的是同标签的一片铜。
3.3PCB预布局
心中有环，环要最小。
输入、输出回路
同标签的铺铜
（1）按照原理图，先随便放置所有器件
（2）先摆放输入和输出主干道上的器件
原则：兼顾输入环（红色）和输出环（绿色）都要最小，各个管脚相互最近。例如C2 的正近IN，负靠近GND。
（3）反馈网络，使能网络，SS角，COMP角：靠近主芯片管脚。
（4）BS管脚:阻碍主干道，放在背面。
3.4PCB优化布局
（1）显示全部，打开飞线，考虑布线。
（2）在摆放器件时，器件布局尽量紧凑，使电源路径尽量短.
（3）布局时注意环路面积。
（4）器件归中对齐，调整间距。
（5）滤波器件需合理放置时，滤波电容在电源路径上保持先大后小原则。
（6）注意留出打孔和铺铜的空间，以满足电源模块输入/输出通道通流能力。
（7）对于输出多路的开关电源尽量使相邻电感之间垂直放置，大电感和大电容尽量布置在主器件面
3.5铺铜与打孔
（1）主干道铺铜；非主干道走线。
（2）打孔换层的位置须考虑滤波器件位置，输入应打孔在滤波器件之前输出在滤波器件之后，这样才是经过的滤波后的信号。
（3）在铺整块地的铜时的步骤：（铺地的铜和其他铜之间是没有连接的）
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切割板外形
-
铺铜管理器中进行铺铜
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选择铺铜的边界是板外形
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选择铺铜的层为GND
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下面选择第二个为去死皮
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应用
（4）在输出处的打孔，覆盖上绿油，防止外界信号干扰；在主芯片处的打孔不用覆盖绿油，更加便于散热。
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