创新DC-DC变换技术：0.3V-20V电能收集充电器设计与实现

本文介绍了一种创新的电能收集充电器的设计与实现，该充电器的核心是直流变换器，通过集成新型的DC-DC变换芯片TPS5430（降压芯片）和TPS61200（升压芯片），实现了对输入电压的有效管理和转换，以提升系统在低功率条件下的效率。这种设计特别注重在低输入电压环境（如0.3V）下也能实现高效充电，且充电过程能够自动启动，适应各种电源电压变化。 充电器的系统功能指标旨在处理宽广的输入电压范围（0.3V~20V），确保可充电电池能在不同情况下得到正确的充电。降压电路部分，当输入电压高于10V时，TPS5430被选用，其内部集成的低阻抗MOS管和500kHz固定开关频率提供了高达95%的效率。滤波电容选择100μF的瓷片电容和具有低导通压降的SR360肖特基二极管，以优化电路稳定性和减小输出纹波。 在输入电压低于3.6V时，系统切换到升压模式，采用TPS61200作为升压芯片，其输入范围窄但可以提供较高的输出电压。通过单片机控制三个开关实现分段控制，可以根据需要调节充电电流，通过接不同限流电阻来优化性能。升压电路中，电感值设为3.3μH，输入电容推荐最小为4.7μF，以满足设计需求。 整个设计充分考虑了便携式电子设备的需求，特别是对于那些电量消耗大的设备，电能收集充电器能有效回收并利用低电压下的微弱电能，实现绿色节能。这种创新的充电解决方案不仅提高了系统的实用性，还展示了在现代电子设备中直流变换器技术的重要作用。