一个升压芯片如何输出两种不同的电压(标签-VR)

Question

我使用的是德州的升压芯片“TLV61048DBVR”，要求输出：6V 和 7V两种电压。
我一开始使用的是两块升压芯片输出的不同的电压，但是目前PCB板框需要缩小，放不下了这么多器件，想着用NMOS做开关，管理反馈比例电阻部分的电路，可实际上效果不理想。
出现的问题：
若不接入NMOS，且只接入6V的反馈比例电阻时，输出正常为6V，但是若加入NMOS，输出结果就是电源电压。
我给NMOS接入的是电源电压以为是无法饱和导通，后面使用直流电源输入12V依旧无法实现输出6V电压，这到底是为什么呐
请问各位佬是如何进行单个升压芯片做到输出两种电压的呢~

Answer 1

下午好🌅🌅🌅
本答案参考通义千问

你提出的问题非常具有代表性，尤其是在硬件设计中如何在有限的PCB空间内实现多种电压输出。对于你使用的 TLV61048DBVR 这款升压芯片（属于德州仪器的 Boost 系列），它是一个可编程的 DC-DC 升压转换器，支持通过外部电阻分压器来调节输出电压。

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一、问题分析

1. 为什么加入 NMOS 后输出变成电源电压？

这说明你的 NMOS 开关可能没有正确导通，导致反馈回路无法正常工作。具体原因如下：

• NMOS 没有被正确驱动：你可能没有为 NMOS 提供足够的栅极电压，导致其处于截止状态。
• 反馈电阻未被正确切换：你可能尝试用 NMOS 来切换不同的反馈电阻，但电路设计不合理，导致反馈电压不准确。
• 反馈环路中断：当 NMOS 不导通时，反馈电阻未接入系统，导致芯片误认为输出电压过低，从而不断升压，最终输出等于输入电压或接近输入电压。

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二、解决方案

✅ 方案一：使用单个 TLV61048DBVR 实现两种输出电压

1. 利用芯片的反馈机制 + 外部开关切换反馈电阻

你可以使用一个 NMOS 或 MOSFET 开关 来切换不同的反馈电阻网络，以实现两个不同输出电压。

关键点：确保 NMOS 被正确驱动，并且在切换过程中不会影响反馈回路的稳定性。

2. 推荐电路结构

+---------------------+
|                     |
|   VIN (12V)         |
|                     |
+----------+----------+
           |
           |
           |
           v
     +-------+
     |       |
     |  TLV61048DBVR |
     |       |
     +-------+
           |
           |
           v
        +--------+
        |        |
        |  OUT    |
        |        |
        +--------+
           |
           |
           v
      [R1]----[R2]
           |     |
           |     |
           v     v
          GND   FB

• 当 NMOS 导通时，R1 和 R2 并联，形成新的分压比，输出为 6V。
• 当 NMOS 关断时，只接入 R1，输出为 7V。

3. 代码逻辑（假设使用 MCU 控制）

// 假设使用 MCU 控制 NMOS 的开关
void set_output_voltage(uint8_t voltage) {
    if (voltage == 6) {
        // 6V 模式：NMOS 导通，使 R1 和 R2 分压
        digitalWrite(NMOS_PIN, HIGH);  // 导通 NMOS
    } else if (voltage == 7) {
        // 7V 模式：NMOS 关断，仅 R1 分压
        digitalWrite(NMOS_PIN, LOW);   // 关断 NMOS
    }
}

注意： 需要确保 NMOS 的 栅极电压足够高（例如 Vgs > 5V），否则无法完全导通，导致电阻分压失效。

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三、常见问题排查与解决

❓ 问题：NMOS 不导通，导致输出电压为输入电压？

✅ 解决方案：

• 检查 NMOS 的栅极控制信号是否正常。
• 确认 NMOS 的源极和漏极连接是否正确。
• 测试 NMOS 是否损坏（可用万用表测量电阻）。
• 确保 NMOS 的栅极驱动电压足够高（比如使用上拉电阻或专用驱动 IC）。

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四、其他建议（替代方案）

如果你发现使用 NMOS 切换反馈电阻仍然不可靠，可以考虑以下方案：

✅ 方案二：使用双通道 DC-DC 控制器（如 TI 的 TPS61048）

虽然你目前使用的是 TLV61048DBVR，但若需要更灵活的多电压输出，可以考虑使用 支持多通道的控制器，例如：

• TPS61048（支持 6V/7V 输出）
• TUSB3200（用于 USB PD 供电）
• TI 的多通道 DC-DC 解决方案

这些芯片可以直接配置多个输出电压，无需额外开关电路。

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五、总结

| 问题 | 解决方案 | |------|----------| | NMOS 不导通，输出为输入电压 | 检查 NMOS 栅极驱动、接线、以及是否损坏 | | 如何用一个升压芯片输出两种电压 | 使用 NMOS 切换反馈电阻网络，配合 MCU 控制 | | 可靠性差 | 考虑使用支持多电压输出的 DC-DC 控制器 |

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六、参考链接

• TLV61048DBVR 数据手册
• TI 官方应用笔记：Boost Converter Design

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如需进一步帮助，可以提供你的实际电路图或代码片段，我可以帮你进行详细分析。希望以上内容对你有帮助！