XL600x系列USB升压小电源，成本不到5元 - 嘉立创EDA开源硬件平台

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如果你不赞同我的观点, 就当我说说图一乐, 有错误欢迎留言指出

本电源使用USB-PD供电, 再通过XL6007进行升压 (BOOST拓扑，仅升压输出), 输出10-40V可定制.

本方案直接按原理图电压计算公式改变反馈电阻取值即可调整输出电压，轻松DIY9V 12V路由器电源（注意不要过载）

XL6007配置的原方案不适合对于PD_0挡位(5V)进行升压, 于是重新计算了无源器件的取值, 设计了一款（实际上是几款）USB迷你升压方案，通过改变反馈电阻的值（必要时通过公式计算改变电容电感），你可以定制一款属于你自己的电源方案.

注意本设计在USB输入5V时，短期（<0.1s）最大功率不宜超过10W，长期使用最大功率不宜超过6W. 从效率出发建议恒流方案选用XL6001或XL6003，XL6001、XL6003电路在检流电阻上的功率更小。

注意XL6001耐压32V！

设计背景 ：

TB上便宜买了一个LED，经过测量启动电压为28V，因此打算DIY一个5W左右的USB接口灯，于是今天自己打造一个USB电源适配器。

XL600x(x = 1,3,7) 系列面向的是小型化（开关频率400kHz）消费电子产品应用，搭配2A小电感加适合(白菜价)的MLCC滤波电路可以减小PCB面积（可以piao更多板子😎，打多了怎么办？MIT协议还允许你卖了回血！）

最近piao不了~ 只能拼版生产后共享使用模块了。

400KHz@2A开关电流，不会还有人傻傻按图索骥使用4A电感加铝电解电容滤波吧！

于是，任务就是使用国产超高性价比的IC设计一款能用的模块。

模块设计：

1.确定输出拓扑

模块输出电压V_OUT=29V电流I_OUT=0.2A，标准输入V_IN=5-7V（集成PD诱骗高压版本输入约20V需要重新计算），拓扑为BOOST

2.选择无源器件:

    2.1 计算占空比 D = 1- V_IN / (V_OUT + V_DIODE)
D = 1 - 5 / (28 + 1) = 0.17
    2.2.估算电感电流IL=(V_OUT+V_DIODE) * I_OUT/V_IN
IL = (28+0.5*0.2)/5=1.14A
考虑电感纹波电流ΔIL=0.3 * IL计算电感饱和电流
I_SAT < IL + ΔIL = 1.3 * IL = 1.5A
对应电感最小值L = V_IN * D * (1 - D) / (f * I_OUT)
L = 5 * 0.17 * (1 - 0.17) / (0.2 * 320k) = 11μH
这里选用一只15uH电感, 注意400kHz不能使用铁粉芯及铁硅铝合金电感，否则发热严重电路工作不稳定。
    2.3.选择滤波电容
输入电容电流纹波 ΔI_CIN = ΔIL / (12) ^ (0.5)
 ΔI_CIN = 1.14 * 0.3 / 12 ^ (0.5) = 0.1A
该纹波靠USB充电器的输出滤波电容维持,本设计中只在芯片电源脚上加一滤波电容
输出滤波C_OUT >= I_OUT * D / (f * V_RIPPLE)  [使用陶瓷电容滤波，ESR可忽略]
C_OUT = 0.2 * 0.17 / (400k * 0.2) = 4μF
选择两个10uF陶瓷滤波电容作为输出滤波，外加两个小电容吸收电压尖峰。

3.选择二极管

二极管选择在1.5倍电压与尖峰电流余量的前提下优先考虑功率耗散问题，即在该封装下是否散热足够，设计中输出电流平均值小，选用的二极管可以正常工作，输出大电流时建议换封装更大的二极管（如果不想筛选也可以参考datasheet建议）

我的另一篇文章https://oshwhub.com/little_grasshopper/xl6019-copy提到了电感的材料选择还有一些开关电源的设计工具，国产原件制造商往往要发邮件向其索要材质有关信息才能取得电感材料。

模块验证：

为了展现我超高的电路设计能力，我尝试结合CH224K进行快充诱骗+升压功能（此方案输出电流较大，同时，我为测试模块极限性能，使用了较大的铝电解电容滤波），但是装X失败，连接PD充电器，CH224K只输出了PD0档位（5V@3A），几乎白费一块CH224，但是5V1A也不是不能用，再加上开源大神的CH224K快充诱骗单独板，也能完成PD灯制作。

图一 ：5V升28V（实际接近29V）

点灯效果见附件视频，由于焊接等原因，实际使用效果可能会有差距

CH224K不能正常诱骗的原因目前还没有找到，不建议大家打样Combined solution，关于更多细节可以留言提问.

使用建议：

1.对于电烙铁手焊用户，提醒一下：

    1.本工程使用的6PinUSB非常难手焊，可以将贴片式改成直插6Pin，修改一下PCB （可用型号TYPE-C 6P LC6.8(073) 商城货号C2858272 比贴片贵一些）

    2.阻容默认是0402，更换封装大一点的容易焊上

    3.文件中各种焊盘都是铺铜直连，改成发散连接容易焊些。

2.建议使用高品质USB数据线，负载功率<最大输出功率，请勿超载模块或超载USB供电电源。

3.输入电压>7V时，请根据模块设计重新选择无源器件规格，尤其是电感值一般不通用，输出高压时务必注意安全。

欢迎各位对我的模块进行测试并提出意见，也欢迎商用，本设计的初衷是希望每个DIY爱好者都有一个好用的电源模块！