电源管理中升压芯片选型指南：分类、特性与设计要点​

一、升压芯片的两大主流类型​

根据能量转换原理，升压芯片可分为电感式和电容式两类，适用场景差异显著：​

1. 电感式升压​

• 核心原理：利用电感的储能特性（电流通过时储存磁能，断开时释放能量转化为高压）实现电压提升，支持宽输入电压和大电流输出。​

• 关键特性：​

• 效率高（85%-95%），输出电压可灵活调节；​

• 按功率能力分为两类：​

• 内置 MOS 型：成本较低，功率通常在 100W 以内，调节范围有限；​

• 外挂 MOS 型：调节范围广，功率可突破 100W，适用于高功率需求场景（如大功率音响、工业设备）。​

2. 电容式升压（电荷泵）​

• 核心原理：通过电容交替充放电实现倍压（如 2 倍压、3 倍压），无需电感元件。​

• 关键特性：​

• 结构简单，外围元件少，成本低，但输出电流较小（通常≤500mA）；​

• 突出优势：纹波极低，对噪声敏感的音频电路（如耳机放大器、麦克风电路）更适配。​

二、选型核心要素与外围元件搭配​

1. 芯片选型三大关键指标​

• 输入电压覆盖范围：需匹配供电电池的电压波动（如锂电池 3.7V 标称电压，放电范围 2.7-4.2V）；​

• 输出功率与电流：根据负载需求选择（如蓝牙音箱功放需 10W 输出，对应芯片需支持≥2.5A@5V）；​

• 效率：优先选择高效率型号（≥90%），可减少散热压力，延长电池续航。​

2. 外围元件选型规范​

• 电感：饱和电流需为最大输出电流的 1.5 倍以上（如最大输出 2A，选≥3A 饱和电流的电感），避免饱和导致效率下降；​

• 二极管：采用肖特基二极管（如 SS34），利用其快速恢复特性降低反向损耗；​

• 电容：​

• 输入 / 输出端采用 “陶瓷电容 + 电解电容” 并联（如 10μF 陶瓷电容 + 100μF 电解电容），兼顾高频滤波（陶瓷电容）和低频储能（电解电容）；​

• 对纹波敏感场景（如音频前级），需额外增加 LC 滤波电路（如 10μH 电感 + 100μF 电容）。​

三、PCB 设计注意事项​

1. 布局优化原则​

• 功率回路最小化：电感、MOS 管、二极管需紧密布局，缩短大电流路径（如 SW 引脚到电感的布线长度≤5mm），减少寄生电阻和干扰；​

• 地平面分割：模拟地（音频信号回路）与功率地（电源大电流回路）需单点连接（如通过 0 欧电阻或磁珠），避免功率噪声窜入模拟电路；​

• 散热强化：​

• 功率元件（MOS 管、电感）下方铺大面积铜皮，增加散热面积；​

• 高功率场景优先选择带散热片的封装（如 ESOP16、QFN32）。​

2. 布线关键技巧​

• 滤波电容贴近引脚：​

• 输入电容（10-1000μF）靠近芯片 VIN 引脚，抑制输入纹波；​

• 输出电容（22-1000μF 低 ESR 型号）靠近负载端，减少高频噪声耦合；​

• 反馈回路抗干扰：反馈电阻（用于电压调节）的布线需最短且远离功率路径，避免引入噪声导致输出电压波动；​

• EMI 抑制措施：​

• 选择支持扩展频谱频率调制（SSFM）或 Silent Switcher 架构的芯片，降低开关噪声；​

• 开关节点（SW 引脚）布线加粗（≥20mil），避免过长（≤10mm），减少辐射干扰。​

总结​

电感式升压适合大功率、宽调节场景，电容式升压适合小电流、低噪声场景。选型时需匹配负载功率与电压需求，同时关注外围元件参数和 PCB 布局的抗干扰设计 —— 尤其在音频设备中，合理的升压方案可减少电源噪声对音质的影响，提升产品体验，佰泰盛世专注于芯片领域12年，提供从售前选型-电路检查到生产协助一条龙服务。