電池是為便攜式電子設備供電的最常用能源。無論是簡單的鬧鐘、物聯網傳感器節點還是復雜的手機，一切都由電池供電。在大多數情況下，這些便攜式設備需要具有較小的外形尺寸（封裝尺寸），因此它由單節電池供電，例如流行的 CR2032 鋰電池或其他 3.7V 鋰聚合物或 18650 電池。這些電池因其尺寸而具有高能量，但這些電池的一個共同缺點是其工作電壓。典型的鋰電池的標稱電壓為 3.7V，但在完全耗盡時該電壓可低至 2.8V，而在完全充電時可高達 4.2V，這對于我們的電子設計來說不是很理想，無論是使用穩壓 3.3 V 或 5V 作為工作電壓。

這就需要一個升壓轉換器，它可以將這個可變的 2.8V 至 4.2V 作為輸入電壓并將其調節為恒定的 3.3V 或 5V。值得慶幸的是，盡管存在一種名為BL8530的 IC ，它的功能完全相同，但外部組件非常少。因此，在這個項目中，我們將構建一個低成本的 5V 升壓電路，該電路通過 CR2032 紐扣電池提供 5V 的恒定穩壓輸出電壓；我們還將為這個升壓轉換器設計一個緊湊的 PCB，以便它可以用于我們未來的所有便攜式項目。升壓轉換器的最大輸出電流為200mA這足以為基本的微控制器和傳感器供電。該電路的另一個優點是，如果您的項目需要穩定的 3.3V 而不是 5V，同樣的電路也可以通過交換一個組件來調節 3.3V。該電路還可以用作移動電源，為 Arduino、STM32、MSP430 等小型電路板供電。

所需材料

BL8530-5V 升壓IC （SOT89）

47uH電感（5mm SMD）

SS14 二極管 （SMD）

1000uF 16V 鉭電容（貼片）

紐扣電池座

USB 母頭連接器

單節升壓轉換器設計注意事項

單節升壓轉換器的設計要求與普通升壓轉換器不同。這是因為在這里，來自電池（紐扣電池）的能量被提升為輸出電壓，以便我們的設備工作。因此，應注意升壓電路以高效率利用電池的最大值，以盡可能長時間地保持設備通電。在為您的設計選擇升壓器 IC 時，您可以考慮以下四個參數。

啟動電壓：這是升壓轉換器開始工作所需的最低電池輸入電壓。當您啟動升壓轉換器時，電池至少應該能夠為您的升壓器工作提供此啟動電壓。在我們的設計中，所需的啟動電壓為 0.8V，遠低于任何完全放電的紐扣電池電壓。

保持電壓：一旦設備通過升壓電路供電，電池電壓將開始下降，因為它正在釋放電力。升壓器 IC 將保持其性能的電壓稱為保持電壓。低于此電壓，IC 將停止工作，我們將沒有輸出電壓。請注意，保持電壓始終低于啟動電壓。也就是說，IC 將需要更多電壓才能開始運行，并且在運行狀態下，它可能會耗盡電池電量。我們電路中的保持電壓為 0.7V。

靜態電流：即使在輸出側沒有連接負載時，我們的升壓電路正在消耗（浪費）的電流量稱為靜態電流。該值應盡可能低，對于我們的 IC，靜態電流值在 4uA 到 7uA 之間。如果設備長時間不連接到負載，則將此值設置為低或為零非常重要。

導通電阻：所有升壓轉換器電路都將涉及開關器件，如MOSFET或其他FET。如果我們使用轉換器 IC，則此開關器件將嵌入 IC 內部。該開關具有非常低的導通電阻，這一點很重要。例如，在我們的設計中，IC BL8530 有一個內部開關，其導通電阻為 0.4Ω，這是一個不錯的值。該電阻會根據通過它的電流（歐姆定律）降低開關兩端的電壓，從而降低模塊的效率。

提升電壓的方法有很多，其中一些在我們的充電器電路系列中進行了演示。

電路原理圖

5V升壓電路的完整電路圖如下所示，原理圖是使用EasyEDA繪制的。

正如您所看到的，該電路需要非常少的組件，因為所有艱苦的工作都由 BL8530 IC 完成。BL8530 IC有很多版本，這里使用的“BL8530-50”其中50代表輸出電壓5V。同樣，IC BL8530-33 的輸出電壓為 3.3V，因此只需更換該 IC，我們就可以獲得所需的輸出電壓。市面上有 2.5V、3V、4.2V、5V 甚至 6V 版本的 IC。在本教程中，我們將重點介紹 5V 版本。IC只需要一個電容器、電感器和二極管即可工作，讓我們看看如何選擇組件。

組件的選擇

電感器：該 IC 的電感值可供選擇的范圍為3uH 至 1mH。使用高值電感將提供高輸出電流和高效率。然而，缺點是它需要來自電池的高輸入電壓才能運行，因此使用高電感值可能無法使升壓電路工作，直到電池完全耗盡。因此，在輸出設計中必須在輸出電流和最小輸入電流之間進行權衡。在這里我使用了 47uH 的值，因為我需要高輸出電流，如果您的設計負載電流較小，您可以降低此值。選擇具有低 ESR 值的電感器以提高設計效率也很重要。

輸出電容：電容允許值從47uF到220uF。該輸出電容的作用是過濾輸出紋波。該值應根據負載的性質來確定。如果它是感性負載，則建議將高值電容器用于電阻負載，例如微控制器或大多數傳感器低值電容器將起作用。使用高值電容器的缺點是增加了成本，并且還減慢了系統速度。這里我使用了一個 100uF 的鉭電容，因為鉭電容在紋波控制方面比陶瓷電容更好。

二極管：二極管的唯一考慮是它應該具有非常低的正向壓降。眾所周知，肖特基二極管的正向壓降比普通整流二極管低。因此，我們使用了正向壓降小于 0.2V 的 SS14D SMD 二極管。

輸入電容：與輸出電容類似，輸入電容可用于在進入升壓電路之前控制紋波電壓。但在這里，由于我們使用電池作為電壓源，我們不需要輸入電容器來控制紋波。因為電池本質上提供純直流電壓，其中沒有任何紋波。

其他組件只是輔助組件。電池座用于固定紐扣電池，并提供 UCB 端口將 USB 電纜直接連接到我們的升壓模塊，以便我們可以輕松地為常見的開發板（如 Arduino、ESP8266、ESP32 等）供電。

備好升壓轉換器 PCB

正如您從上面的圖片中看到的那樣，電路板的形狀非常好，所有的腳印和通孔都以所需的尺寸準確到位。所以，我繼續焊接板上的所有 SMD 元件，然后焊接通孔元件。幾分鐘之內，我的 PCB 準備就緒。我的帶有所有焊接組件和紐扣電池的電路板如下所示

測試紐扣電池助推器模塊

現在我們的模塊已全部設置并供電，我們可以開始測試它。電路板的升壓 5V 輸出可以從USB 端口或通過它附近的公頭針獲得。我用萬用表測量了輸出電壓，你可以看到它接近 5V。因此，我們可以得出結論，我們的 boost 模塊工作正常。

該模塊現在可用于為微控制器板供電或為其他小型傳感器或電路供電。請記住，它可以提供的最大電流僅為 200mA，因此不要指望它會驅動重負載。不過，我很高興用這個小巧緊湊的模塊為我的 Arduino 板和 ESP 板供電。下圖顯示了為 Arduino 和 STM 供電的升壓轉換器。