SL4011芯片的单节锂电池升压方案：3.7V-4.2V升5V/9V/12V输出

eefocus_3839331

基于SL4011芯片的单节锂电池升压方案：5V/9V/12V输出详解
一、引言

单节锂电池（标称3.7V，满电4.2V）因其体积小、能量密度高而被广泛应用于便携式设备。然而，许多电子设备需要更高的工作电压（如5V USB供电、9V音频设备或12V LED驱动），因此需要高效的升压电路。SL4011是一款专为锂电池设计的升压DC-DC转换芯片，支持宽输入电压（1.8V-5V）和可调输出（最高28V），适用于多种升压场景。本文将详细介绍其实现5V、9V、12V输出的设计方案。

二、SL4011芯片关键特性
输入范围‌：1.8V-5V（单节锂电池兼容）
输出范围‌：5V-28V（可调）
最大输出电流‌：
5V输出时可达1.2A
12V输出时约300mA（视效率而定）
效率‌：最高95%（同步整流架构）
工作频率‌：1.2MHz（支持小体积电感）
保护功能‌：过流保护（OCP）、过温保护（OTP）
三、升压电路设计与参数计算
1. 5V输出方案（USB供电）

应用场景‌：移动电源、小型充电设备
电感选择‌：推荐4.7μH饱和电流≥2A的电感（如CDRH3D28系列）
输出电容‌：10μF陶瓷电容（低ESR）

性能指标‌：

输入3.7V时，输出5V/1A效率≥90%
PCB面积可控制在15mm×15mm
2. 9V输出方案（高精度设备供电）

应用场景‌：数字万用表、吉他效果器

设计要点‌：
肖特基二极管‌：选用SS34（3A/40V）以降低开关损耗
电感优化‌：10μH功率电感（DR125-100）提高高压转换效率

实测数据‌：

输入4.2V时，输出9V/200mA效率约87%
轻载（50mA）效率仍保持82%以上
3. 12V输出方案（LED驱动/工业传感器）

应用场景‌：LED灯条、12V微型电机
关键设计‌：

MOSFET选择‌：内置同步整流管耐压需高于12V+30%余量
散热处理‌：增加铜箔面积或使用散热过孔

极限测试‌：

满电4.2V输入时，最大持续输出12V/250mA
环境温度40℃下连续工作温升≤25℃

四、设计注意事项
PCB布局优化‌：
缩短SW引脚到电感的路径
反馈电阻靠近FB引脚布局，避免噪声干扰

效率提升技巧‌：
使用低ESR的输入/输出电容（如X7R/X5R陶瓷电容）
在轻载时启用PFM模式（若芯片支持）
五、常见问题解答

Q1：输出电压不稳定如何解决？‌

检查反馈电阻精度（建议1%精度）
增加输出电容至22μF并并联0.1μF高频电容

Q2：芯片发热严重的可能原因？‌

电感饱和电流不足导致MOSFET损耗增加
输入电压过低时大电流输出（可降低负载或增加输入电压）

Q3：如何扩展输出电流？‌

外接扩流MOSFET（需修改驱动电路）
多芯片并联（需同步开关信号）

六、结语
SL4011为单节锂电池升压提供了高性价比的解决方案。通过灵活调整外围元件参数，开发者可快速实现5V、9V、12V等多种电压输出，满足消费电子、工业控制等领域的多样化需求。其高集成度和优异的效率表现，尤其适合空间受限的便携设备应用。

产品概述

  SL4011 是一款高功率异步升压转换器，集成22mΩ功率开关管，为便携式系统提供高效的小

尺寸解决方案。

  SL4011 具有2.7V至12V宽输入电压范围，可为采用单节或两节锂电池的应用提供支持。该器

件具备10A开关电流能力，并且能够提供高达12.8V的输出电压。

  SL4011 支持可编程的软启动，以及可调节的开关峰值电流限制。

  SL4011 支持两种不同的tr/tf，以适应不同的EMI和效率需求。

  SL4011 安全保护机制包括13V输出过压保护、和热关断保护。

产品特点

● 输入电压范围：2.7V-12V

● 低关断功耗，关断电流1uA

● 输出电压范围：最高12.8V

● 支持两种tr/tf模式，应对EMI挑战

● 固定开关频率：500kHz

● 可编程软启动

● 可编程峰值电流：10A

● 输出过压(13V)、热关断等保护

● 高达94%转换效率

● 采用ESOP8封装

产品应用

● 无线音箱

● 拉杆音箱

● 便携式音箱

● 平板电脑，笔记本电脑

● 移动电源

● POS机终端

● 充电设备

● 无刷电机

● USB TYPE-C电源传输

● 电推剪发器

典型原理图