TPMP1470可调电源模块设计

1.功能介绍

使用TPMP1470 DC-DC芯片，设计可调电源模块，电源输出电压1.6~9.6V 可调，0.36寸数字电压表显示当前输出电压。

 

2.原理图说明

2.1 电源供电部分

该模块需要12V供电，采用USB+快充协议芯片的方式使USB输出12V电压；快充协议芯片选择CH224K,通过查阅手

册可知，只需要在芯片的CFG1引脚连接24K电阻，即可使符合协议的USB电源输出12V电压，具体配置如下：

                                          CH224K不同阻值与电压输出关系        

                                                  电源供电电路 

2.2 可调电源电路设计如下：

                                                   DCDC电源电路

电源电压经过滤波电容后输入到DC-DC芯片，芯片内部开关管通过交替打开和关断控制电压输出，经过电感

平滑电流以及电容滤波后输出稳定的电压，输出电压的大小可通过调整反馈电阻进行调整。该芯片反馈电压

为0.8V,当可调电位器接入电路电阻为0ohm时，反馈电压由两个1K电阻分压得到，根据公式计算（见下图）

可得输出电压为1.6V，当可调电位器全部接入电路时，反馈电压等效由11K和1K电阻分压得到，输出电压9.6V，

实现输出电压可调的功能。

                                            输出电压计算公式

 

3、实物图及性能测试

3.1、产品实物图

                                           产品实物图

3.2、产品输出测试

测试模块功能，调整反馈电阻使模块F分别输出1.6V,3.3V,5V,9.6V电压如下：

                              1.6V  输出                                                          3.3V输出

                              5V  输出                                                          9.6V输出

为了测试数字电压表头准确度，在输出端接了万用表测试电压，与数字电压表输出进行对比，结果标明电压表头满足要求；

同时输出电压可通过电位器进行调节。

3.3、带负载状态纹波测试

控制模块输出5V电压，分别测试模块带0.5A和1A负载时输出电压纹波如下：

              0.5A负载，纹波0.22mV

                1A负载，纹波0.24mV

一般控制模块输出电压纹波50mV以内，模块输出电压纹波满足要求。

 

4、PCB设计说明

4.1.在PCB设计中，电源部分走线需要过大电流，因此走线需尽可能粗，增加载流能力，电源电路尽可能进行铺铜走线，

设计好地地的回流路径，保证回流路径尽可能短，提高电源稳定性。

                                 电源部分走线

 

4.2.DCDC电源电感下方需要净空。电感工作时会产生交变磁场，若下方有导电层（如地平面或电源层），磁场会在导

体中感应出​涡流，导致额外损耗和发热，降低电源效率。同时，涡流会削弱电感磁场，可能改变实际感值，导致电

路工作异常。此外，电感与下方铜层会形成寄生电容，高频开关噪声可能通过电容耦合到其他电路，引发信号完整

性或EMI问题。

 

5、元件选型

该模块为电源模块，器件选型主要考虑电容耐压值和类型，电阻功率、电感值和电感额定电流。根据经验，电容耐压值

选择工作电压2倍左右即25~35V耐压，电容类型推荐采用陶瓷电容和固态电容，两者的ESR较小，能够有效减小电源输出

纹波；电阻选择100mw左右即可满足要求；考虑到纹波以及电路稳定性问题，电感选择33UH，额定电流2A的功率电感。

6、装配说明

该模块除数字电压表头以外的元器件均可在立创商城购买，数字电压表头可在淘宝搜索关键词“0.36寸数字电压表头”找到。