DIY教程：从零开始制作USB多路输出电源模块，实现降压升压及正负电压源

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    介绍

    使用组件搭建低功耗电源模块，可直接插在电脑的USB接口上。它不仅可以降低电压，还可以升高电压以获得我们想要的公共电压源，甚至可以实现正负电压源。按照这个思路，从原理图开始。欢迎大家一起讨论。如果能给大家带来乐趣，也能让大家从中获得更多的知识，以后我会分享我制作的各种DIY小玩意。

    这篇文章用来总结大家在DIY中遇到的所有技术问题，包括元器件的购买。你可以在这个帖子下列出你遇到的问题，我每天都会回复你的问题，这也方便你的问题备份和查看。

    DIY主题

    DIY活动：从头开始制作一个USB多输出电源。

    下面我将逐步向您展示如何从头开始设计和焊接。

    一般我们使用的电脑的USB输出都是5V左右。不同的电脑有不同的输出电流（台式电脑、标准电压笔记本、低功耗笔记本）。在开始之前，我想解释一下，计算机USB电源的平均输出电流为0.5A。这取决于计算机配置。我们的项目要求单电源最大负载能力为0.5A。

    第一步：方案设计

    第一步是设计原理图。

    制作几个常用的直流电压。首先使用Boost电路将电压升压至12V，然后分别降压至5V和3.3V。我们的板子还有两个负压电源，用来将电压降压到-12V，然后用-12V升压到-5V。

    --> 12V，0.5A

    如上图所示，我们选择的BOOST芯片是国产型号芯片。厂家还提供了该芯片的推荐电路。该芯片的频率为f=1.2MHz。首先，电压需要通过BOOST电路升压，将5V转换为12V。

    计算分压电阻

    几个部件的参数还需要进一步确认。由于输出电压Vout为12V，因此FB电压反馈引脚的电阻值需要根据输出电压进行匹配。通过查看数据手册，我们知道Vfb=1.2V。

   

    根据电阻分压公式，同时考虑环路的阻抗，我们可以计算出R1和R2的电阻值。

    升压伏秒平衡推导

    根据Boost电路的拓扑结构，我们来分析一下电感是如何工作的，如下图所示：

    上图为Boost电路的拓扑结构。 Boost之所以能够升高电压，是利用了电感的充放电。如上图所示，当开关导通时，Vin对电感充电；当开关关断时，电感器放电并加在 Vin 上，这相当于电源使电感器升高。

    我们知道，输出电压Vo之所以能够达到平衡，是因为电感的充电电流=放电电流。那么，我们就知道电感的电流与电感的关系：

    电感充电时，Δt为ton；当电感放电时，Δt为toff。

    同样，让我们​​分别分析 ton 和 toff 期间电感两端的电压。

    从上图可以看出，

    计算电感

   

    刚才我们分析了Boost电路的占空比，那么电感的平均电流IL是多少呢？电感量应该如何确定？

    根据能量守恒定律，我们可以知道：

    并且由于电感的平均电流是电流三角形区域的平均值，因此，

    上面计算的电感是0.5A时，工作在BCM模式。如果我们希望Boost电路的工作模式有更深的连续深度，我们需要将其乘以0.2的系数，这意味着负载进入100mA（0.5A*0.2）时，进入BCM模式。

    这里我们可以选择标称值为 4.7μH 1A 的电感。

    最终确定的Boost电路原理图