单节电池（例如锂离子/聚合物）的额定电压低于 5V，不适合 5V-Logic 应用（例如为 Arduino 板供电）。此外，电池电压会随着使用时间的推移而下降。个解决方案可能是使用简单的 LDO（低压降线性稳压器）或降压/升压转换器。使用 LDO 的问题是 LDO 适合将电压调节到低于电池电压（例如 3.3V）。同样，降压转换器适合建立较低的电压。似乎解决方案是使用 DC-DC 升压转换器，但是，当输入和输出之间的电压差较低且电流处理、电路板尺寸和效率很重要时，简单的升压转换器无法解决问题。
组件制造商试图通过引入专门设计用于此类应用的组件来解决这个问题。我在下面的文章中使用了一个微型SOT23-6 MP3120芯片来设计一个0.8V-5V到5V的DC-DC转换器。转换器的
开关频率固定为1.1MHz，因此应遵循一些设计要求以保证电路的稳定运行。该芯片的效率额定高达 96%，对于如此高的开关频率来说，这是一个有趣的数字。
电路分析
图1所示为该装置的原理图。很明显，电路的是 MP3120 芯片，有趣的是，它可以承受 5V 输入电压，输出也是 5V。该芯片不需要任何外部肖特基
二极管，降低了PCB布局的复杂性。
图 1：MP3120 DC-DC 转换器原理图
根据MP3120 1的数据表：“MP3120 是一款高效同步电流模式升压转换器。该器件可将单节或两节 AA 电池升压至 5V。MP3120 可以从低至 0.8V 的输入电压启动，并提供浪涌电流限制以及输出短路保护。集成 P 沟道同步整流器开关提高了效率，并且无需外部
肖特基二极管。当 EN 为低电平时，P-MOS 将断开输出与输入。该输出断开功能允许输出完全放电，从而允许该器件在关断模式下消耗小于 1uA 的关断电流。1.1MHz 开关频率允许使用更小的外部元件；内部补偿和软启动限度地减少了外部元件数量；
MP3120 具有集成功率 MOSFET，支持高达 5V 的输出和典型的 1.2A 开关电流。即使输入电压高于输出电压，该器件也能保持输出电压稳定。”
制造商计算并发布了 3.3V 输出电压的效率图表（图 2）。当输入电压为3V（红色曲线）且输出电流为500mA左右时，芯片的性能达到。当然，在输出电流附近，效率会下降。当输入电压高于输出时，记录到的性能差，这证实了该芯片设计用于有效地升压电池，而不是降压转换器。
图 2：MP3120 的效率图（输出：3.3V）
C2和C3是旁路
电容器，用于降低输入噪声并稳定转换器。R1 和 C1 建立 RC 缓冲电压以保护 IC1 的内部 MOSFET。C4、C5 和 C5 是输出电容器，用于降低噪声并稳定转换器。C4 应尽可能靠近芯片放置。R3和R5以及反馈电阻。D1 是一个 0805 LED，指示输出端是否存在正确电压。
PCB布局
图 3 显示了该设计的 PCB 布局。这是一块两层PCB板。我将 PCB 的底层直接接地。顶层的某些部分也被接地层覆盖。重要的 PCB 网络（尤其是那些承载高电流或连接长度应短的网络）已使用铜平面而不是 PCB 走线进行连接。该技术使开关电流更容易流动，从而降低 EMI 和输出噪声。
图 3：MP3120 DC-DC 转换器的 PCB 布局
我在关键区域（例如电容器的接地引脚）放置了一些过孔，以减少接地路径的长度并限度地减少噪声/增强稳定性。电感器应尽可能靠近 VC 引脚放置，输出电容器应尽可能靠近 OUT 引脚（尤其是 C4）放置。输入和输出
端子应放置在 PCB 板的同一边缘，正如我在本设计中遵循的那样。您只需将 2 针 2.5mm 公接头焊接到输入，并将相同的接头焊接到输出。
图 4 显示了 PCB 板的 3D 视图。如果您计划自己构建一个，则可以从参考部分的链接2 Gerber 和 NCDrill 文件。图5所示为该装置的接线图。
图 4：MP3120 DC-DC 转换器 PCB 的 3D 视图
图5：PCB板接线图
