基于FF6291C的3.7V锂电池升压5V电路原理详解

电器维修

FF6291C 是一颗电流模式 PWM 控制的异步升压 DC‑DC 转换器，专为电池供电的升压场景设计，能将 2.6V 至 5.5V 输入（例如 3.7V 锂电池）升压至最高 12V，内置功率 MOSFET 并固定工作在 500kHz 开关频率。
其 SOT23‑6L 封装各引脚功能如下。
第 5 脚 VCC 直接连接 +3.7V 电池，为芯片内部提供工作电源。
第 2 脚 GND 是电路公共地，连接输入输出电容的负极以及芯片内部的地。
第 4 脚 EN 为使能引脚，高电平使芯片工作，低电平或悬空则关闭，用来控制升压电路起停。
第 1 脚 LX 是内部功率 MOSFET 的漏极输出端，外接升压电感 L1 到输入正极，通过高速开关实现电能的储能与释能。
第 6 脚 OC 通过外接电阻 R1 到地来设定内部 MOSFET 的峰值电流阈值，实现过流保护。
第 3 脚 FB 是反馈输入端，从输出端经 R2 与 R3 分压取样得到电压，与芯片内部基准（典型 0.6V）比较，从而闭环调节输出电压，关系式为 Vout = 0.6 × (1 + R2/R3)，合理选择 R2 与 R3（建议选用 1% 精度电阻以保证稳压精度）可使输出稳定在 5V。
如配图示

整个电路采用典型的异步 Boost 拓扑结构，工作原理分为两个阶段:①当芯片内部 MOSFET 导通时，电流从输入正极经 L1、LX 脚到地，电感 L1 两端电压约为输入电压（3.7V），电感电流线性上升，将电能转化为磁能储存。此时二极管 D1 反偏截止，输出负载电流完全由输出电容 C1、C2 提供。
②当内部 MOSFET 关断时，电感 L1 为了维持电流，其两端电压极性反转（左侧为负、右侧为正），与输入电压串联叠加，形成一个高于输入电压的电动势。该电动势使二极管 D1 正偏导通，对输出电容充电并同时向负载供电。因为电感反电动势与输入电压之和大于 3.7V，经过二极管整流后即可得到 5V 输出。
稳压过程通过反馈环路实现。当负载增大使输出电压轻微下降时，FB 脚电压也随之降低，芯片内部误差放大器检测此变化后增加 PWM 信号的占空比，使 MOSFET 导通时间相对延长，电感储存更多能量，在关断阶段释放更多电荷，从而将输出电压拉回 5V。反之若输出升高则减少占空比。
过流保护由 R1 设定阈值，当 LX 峰值电流超过设定值时芯片立即关断 MOSFET，防止损坏。此外芯片还集成过压保护（FB 开路过压自动关断）和过温保护（结温超过 150℃ 自动关断）。

这样，通过合理的 R2、R3 分压计算，以及选择合适的电感 L1（通常 2.2µH~4.7µH）、二极管 D1（肖特基，低正向压降，耐压应高于输出电压）和输入输出电容，即可由单节锂电池稳定输出 5V 电压，供后续电路使用。