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一、必要前提

在正式进入原理图设计之前，需要先具备以下三方面的基础知识，以便更好地理解后续的电路参数计算与器件选型逻辑：

• 有一定的电路设计基础，了解电阻、电容、电感的基本特性及其在电源电路中的作用。
• 了解BUCK、BOOST和LDO电路的基本工作原理，熟悉降压、升压与线性稳压的适用场景。
• 熟悉BUCK和BOOST电路的电感值计算公式，能够根据输入输出电压、开关频率和纹波要求完成电感选型。
• 熟悉BUCK和BOOST输入和输出滤波电容的计算方法，能够根据输入输出电压纹波、开关频率和负载电流等参数完成输入输出滤波电容的选型与取值。

二、原理图设计

1. BOOST电路设计

本设计升压电路选用MT3608升压芯片，该芯片为峰值电流模式异步Boost变换器，固定开关频率1.2MHz，采用SOT-23-6小型封装，输入电压范围2~24V，最高输出28V。芯片内置软启动、过流、过热保护，轻载时自动切换PFM模式提升转换效率，峰值效率可达93%。输出电压由反馈分压电阻设定，反馈基准电压0.6V。该芯片无需外部环路补偿电路，外围器件简洁，适合本系统7.4V锂电池升压至12V的供电需求。

本设计将7.4V输入转化为12V/1A的输出，开关频率1.2MHz，电感纹波率取0.2，允许输入输出电压纹波为2%。

经BOOST电路电感值公式计算，电感取值6.8uH。

经BOOST输入电容公式计算，实际选用1×10uF陶瓷电容和1×100nF陶瓷电容组合。

经BOOST输出电容公式计算，实际选用1×100uF铝电解电容、1×10uF陶瓷电容和1×100nF陶瓷电容组合，以满足输出纹波要求并保证环路稳定性。

由于MT3608的反馈电压为0.6V，分压电阻上臂取值287K，下臂取值15K，可得到12V输出电压。

2. BUCK电路设计

TPS5430是TI公司生产的宽输入范围降压型DC-DC转换芯片，芯片内部集成功率MOS开关管，采用固定500kHz电压模式PWM控制，输入电压范围5.5V~36V，最大连续输出电流可达3A。该芯片内置环路补偿网络，外围电路简洁，具备过流、过压与热关断保护功能。本设计利用TPS5430将两节18650串联锂电池组（标称7.4V，电压范围6.0V~8.4V）降压稳定输出5V，作为后级LDO（SPX29302）的输入电源。

本设计将7.4V输入转化为5V/2A的输出，开关频率500kHz，电感纹波率取0.2，允许输入输出电压纹波为2%。

经BUCK电路电感值公式计算，电感取值10uH。

经BUCK输入电容公式计算，实际选用1×47uF铝电解电容、1×22uF陶瓷电容和1×100nF陶瓷电容组合。

经BUCK输出电容公式计算，实际选用1×100uF铝电解电容、1×22uF陶瓷电容和1×100nF陶瓷电容组合，以满足输出纹波要求并保证环路稳定性。

由于TPS5430的反馈电压为1.221V，分压电阻上臂取值10K，下臂取值3.24K，可得到5V输出电压。

3. LDO电路设计

本设计3.3V供电采用SPX29302低压差线性稳压器，该器件为可调输出型LDO，最大输出电流3A，输出电压调节范围1.25V~16V，基准电压1.24V，初始精度可达1%。芯片内置过流、过热与电源反接保护，配置独立使能引脚，可实现电源开关控制。SPX29302具有优异的瞬态响应特性，输出纹波小，适合为单片机、传感器等对电源噪声敏感的负载供电。该LDO输入由5V BUCK电路提供，满足系统3.3V支路供电需求，设计时需保证输出端不低于5mA最小负载，并做好PCB散热铺铜。

LDO没有开关脉冲，因此不存在纹波电流分配的计算，其电容主要服务于环路稳定性。

通过查阅SPX29302芯片手册，得知输出电容要求≥10uF。因此输入和输出电容均使用1×10uF陶瓷电容和1×100nF陶瓷电容组合。

由于SPX29302的反馈电压为1.240V，分压电阻上臂取值20K，下臂取值12K，可得到3.3V输出电压。

三、PCB设计

由于本设计是低速低压设计，PCB设计没有太多的严格限制，但仍需注意以下几点：

1. 非屏蔽型电感下方挖空，但只挖一层，不是所有层都挖空，避免成为天线，维持地的完整性。屏蔽型电感不必挖空。

2. 走线和布局抓主回路，主回路环路尽量小，开关节点和主功率铺铜，反馈信号远离电感，尽量不要分割地。

原理图：

3D图：

2D图：

四、实测

经实测，各输出支路的电压结果如下：

12V输出，实际输出11.923V，误差-0.64%，可接受。

5V输出，实际输出5.004V，误差+0.008%，可接受。

3.3V输出，实际输出3.291V，误差-0.27%，可接受。

误差分析：

1. 反馈电阻阻值偏差。

2. 芯片基准电压偏差。

3. PCB走线问题。