电子发烧友App
电瓶车，按照电池的电压大小，一般有36V、48V，64V和72V等不同等级。电压越高，电瓶车的功率越大，跑的距离也就越远。
只是电压越大，对电池的电源处理难度也就越大。比如工程师在开发电瓶车的显示仪表盘，或者是它的电机控制器，里面就涉及到一个电源电路，实现将电池的电压36V、48V、64V和72V转换成5V电压。
这样的一个电源电路，该如何设计呢？
输入的电压是36V、48V、64V和72V，输出的电压却是5V，这么大的一个输入输出压降差，肯定是不能够选用LDO电源电路和三端稳压电路的方案。
假如输入电压是48V，输出是5V，压降差的43V会全部加载在三端稳压电源芯片两端，只要输出的电流稍微增大一点，比如100mA，电源芯片的功耗就达到了43V * 0.1A = 4.3W。
4.3W的功耗，不要说SOT23和SOT89这样的小封装芯片承受不住，就连TO-252大封装的电源芯片，它能承受得功耗最大也仅仅为1.25W，根本就承受不住4.3W这么大的功耗。
01 SL3036B芯片
既然LDO电源电路和三端稳压电路方案不行，剩下的也只能是DC-DC电源方案了。SL3036B电源芯片，它是一个最大可以支持90V的电压输入，输出的电压可以从4.2V一直到30V，只要是在这个区间的电压值，都是OK的。
比如我们回到最初的问题，电瓶车的电压36V、48V、64V和72V，想要转换输出5V电压，显然5V电压是在4.2V ~ 30V之间，选用SL3036B电压芯片就是其中的一个解决方案。
SL3036B芯片
更重要的是，它的静态功耗只有40uA，也就是电路在不工作的条件下，它消耗电瓶车电池的能量是非常小的。
另外一点，作为开关电源，SL3036B芯片的效率高达96%。
02 SL3036B芯片应用电路
工程师在使用SL3036B芯片开发电瓶车的电源电路，除了能实现想要的5V电压，而且还能实现监控电路中的工作电流。
SL3036B芯片应用电路
电阻R5是一个限流电阻，阻值为0.08Ω。其中R5电阻的右边，是芯片的参考地线，R5电阻的左边是输入到芯片的VSEN引脚。
VSEN引脚，是芯片的电流检测引脚。当R5电阻的电压输入到VSEN引脚超过137mV，芯片就会启动限流保护，关闭电源的输出。
所以可以计算出转换后5V电源的最大电流为
I = 137mV / 0.08Ω
也就是大概在1.7A。电瓶车的电池，通过SL3036B芯片的转换，最终输出的就是5V/1.7A的电压电流。
问题是这个输出的5V电压是怎么来的呢？
它是通过电阻R3和电阻R4的分压反馈设置的，具体的一个关系可以表示为
Vout = VFB *（R3 + R4）/ R4
VFB是芯片内部的一个参考电压值，为397mV。R3电阻若为59K，R4电阻若为4.99K，代入计算很容易得出电路输出的电压就为5V。
03 各个器件的作用
输出的电压5V和电流1.7A，已经清楚知道是如何得出来的。可能有部分工程师还不满足，电路中的其他器件是做什么用的呢？
SL3036B芯片应用电路
就SL3036B电源芯片功能而言，它是一个BUCK型开关降压电路。只是用到的MOS管，是集成在芯片内部了。
外围的电感L1，肖特基二极管D2，电容E2和电容C1是BUCK电路的必要器件，它们一起组成BUCK电路。
其中电感L1，一般可以选取为33uH ~ 100uH。电感值越大，输出的电压纹波就会越小，电源的稳定性也就越好。
至于电阻R1和肖特基二极管D1，它俩一起给芯片的电源VDD提供输入电压，作为工作电源，大概在5.3V左右。
为啥是5.3V呢？
输出的电压是5V，经过肖特基二极管D1的钳位0.3V，使得输入电源VDD的引脚，经过电阻R1上拉至电瓶车的电池电压36V、48V、64V和72V后，被限制在5.3V。
VCC引脚，是芯片的内部LDO电源输出，输出的电压也是5V，外部连接一个电容C4，起到一个滤波稳压作用。
04 为什么有2个GND
不知道工程师有没有注意到，电路中它其实是有2个GND地线的。
一个是GND地线，是相对于输入电压VIN，作为它的参考0V；另外一个GND地线，是相对于芯片的参考0V。这两个GND地线，它们之间是有电势差的。
这就是为什么在芯片的FB2引脚，会有电阻R6和电阻R7的电压采样电路。
为什么要有两个GND地线？
电路一点通的猜测，是芯片的原厂想测量输出的电流，故而在L1电感的一端直接取GND，作为芯片的参考0V。
05 末尾
SL3036B芯片，作为电瓶车的电源解决方案，最大支持90V的电压输入，能实现5V/1.7A的电压电流，也能实现限流的保护功能，效率可以达到96%。
这是它的优势。只是在电路一点通看来，它也有2个不足之处
其一是，它的静态电流虽然能达到40uA，但对于同行业的电源芯片，这个40uA的电流还是有点偏大的，一般可以做到只有几个uA。
其二是，它的电路有些偏复杂，尤其是一个电路竟然有两个GND地线，这会大大增加后期的电路调试工作难度。
工商网监
评论