分享一種電瓶車(chē)電源電路

電瓶車(chē)，按照電池的電壓大小，一般有36V、48V，64V和72V等不同等級。電壓越高，電瓶車(chē)的功率越大，跑的距離也就越遠。

只是電壓越大，對電池的電源處理難度也就越大。比如工程師在開(kāi)發(fā)電瓶車(chē)的顯示儀表盤(pán)，或者是它的電機控制器，里面就涉及到一個(gè)電源電路，實(shí)現將電池的電壓36V、48V、64V和72V轉換成5V電壓。

這樣的一個(gè)電源電路，該如何設計呢？

輸入的電壓是36V、48V、64V和72V，輸出的電壓卻是5V，這么大的一個(gè)輸入輸出壓降差，肯定是不能夠選用LDO電源電路和三端穩壓電路的方案。

假如輸入電壓是48V，輸出是5V，壓降差的43V會(huì )全部加載在三端穩壓電源芯片兩端，只要輸出的電流稍微增大一點(diǎn)，比如100mA，電源芯片的功耗就達到了43V * 0.1A = 4.3W。

4.3W的功耗，不要說(shuō)SOT23和SOT89這樣的小封裝芯片承受不住，就連TO-252大封裝的電源芯片，它能承受得功耗最大也僅僅為1.25W，根本就承受不住4.3W這么大的功耗。

01 SL3036B芯片

既然LDO電源電路和三端穩壓電路方案不行，剩下的也只能是DC-DC電源方案了。SL3036B電源芯片，它是一個(gè)最大可以支持90V的電壓輸入，輸出的電壓可以從4.2V一直到30V，只要是在這個(gè)區間的電壓值，都是OK的。

比如我們回到最初的問(wèn)題，電瓶車(chē)的電壓36V、48V、64V和72V，想要轉換輸出5V電壓，顯然5V電壓是在4.2V ~ 30V之間，選用SL3036B電壓芯片就是其中的一個(gè)解決方案。

SL3036B芯片

更重要的是，它的靜態(tài)功耗只有40uA，也就是電路在不工作的條件下，它消耗電瓶車(chē)電池的能量是非常小的。

另外一點(diǎn)，作為開(kāi)關(guān)電源，SL3036B芯片的效率高達96%。

02 SL3036B芯片應用電路

工程師在使用SL3036B芯片開(kāi)發(fā)電瓶車(chē)的電源電路，除了能實(shí)現想要的5V電壓，而且還能實(shí)現監控電路中的工作電流。

SL3036B芯片應用電路

電阻R5是一個(gè)限流電阻，阻值為0.08Ω。其中R5電阻的右邊，是芯片的參考地線(xiàn)，R5電阻的左邊是輸入到芯片的VSEN引腳。

VSEN引腳，是芯片的電流檢測引腳。當R5電阻的電壓輸入到VSEN引腳超過(guò)137mV，芯片就會(huì )啟動(dòng)限流保護，關(guān)閉電源的輸出。

所以可以計算出轉換后5V電源的最大電流為

I = 137mV / 0.08Ω

也就是大概在1.7A。電瓶車(chē)的電池，通過(guò)SL3036B芯片的轉換，最終輸出的就是5V/1.7A的電壓電流。

問(wèn)題是這個(gè)輸出的5V電壓是怎么來(lái)的呢？

它是通過(guò)電阻R3和電阻R4的分壓反饋設置的，具體的一個(gè)關(guān)系可以表示為

Vout = VFB *（R3 + R4）/ R4

VFB是芯片內部的一個(gè)參考電壓值，為397mV。R3電阻若為59K，R4電阻若為4.99K，代入計算很容易得出電路輸出的電壓就為5V。

03 各個(gè)器件的作用

輸出的電壓5V和電流1.7A，已經(jīng)清楚知道是如何得出來(lái)的?？赡苡胁糠止こ處熯€不滿(mǎn)足，電路中的其他器件是做什么用的呢？

SL3036B芯片應用電路

就SL3036B電源芯片功能而言，它是一個(gè)BUCK型開(kāi)關(guān)降壓電路。只是用到的MOS管，是集成在芯片內部了。

外圍的電感L1，肖特基二極管D2，電容E2和電容C1是BUCK電路的必要器件，它們一起組成BUCK電路。

其中電感L1，一般可以選取為33uH ~ 100uH。電感值越大，輸出的電壓紋波就會(huì )越小，電源的穩定性也就越好。

至于電阻R1和肖特基二極管D1，它倆一起給芯片的電源VDD提供輸入電壓，作為工作電源，大概在5.3V左右。

為啥是5.3V呢？

輸出的電壓是5V，經(jīng)過(guò)肖特基二極管D1的鉗位0.3V，使得輸入電源VDD的引腳，經(jīng)過(guò)電阻R1上拉至電瓶車(chē)的電池電壓36V、48V、64V和72V后，被限制在5.3V。

VCC引腳，是芯片的內部LDO電源輸出，輸出的電壓也是5V，外部連接一個(gè)電容C4，起到一個(gè)濾波穩壓作用。

04 為什么有2個(gè)GND

不知道工程師有沒(méi)有注意到，電路中它其實(shí)是有2個(gè)GND地線(xiàn)的。

一個(gè)是GND地線(xiàn)，是相對于輸入電壓VIN，作為它的參考0V；另外一個(gè)GND地線(xiàn)，是相對于芯片的參考0V。這兩個(gè)GND地線(xiàn)，它們之間是有電勢差的。

這就是為什么在芯片的FB2引腳，會(huì )有電阻R6和電阻R7的電壓采樣電路。

為什么要有兩個(gè)GND地線(xiàn)？

電路一點(diǎn)通的猜測，是芯片的原廠(chǎng)想測量輸出的電流，故而在L1電感的一端直接取GND，作為芯片的參考0V。

05 末尾

SL3036B芯片，作為電瓶車(chē)的電源解決方案，最大支持90V的電壓輸入，能實(shí)現5V/1.7A的電壓電流，也能實(shí)現限流的保護功能，效率可以達到96%。

這是它的優(yōu)勢。只是在電路一點(diǎn)通看來(lái)，它也有2個(gè)不足之處

其一是，它的靜態(tài)電流雖然能達到40uA，但對于同行業(yè)的電源芯片，這個(gè)40uA的電流還是有點(diǎn)偏大的，一般可以做到只有幾個(gè)uA。

其二是，它的電路有些偏復雜，尤其是一個(gè)電路竟然有兩個(gè)GND地線(xiàn)，這會(huì )大大增加后期的電路調試工作難度。