需要驱动某种24V的设备（比如电机、灯带、工业传感器等）。输入来自常见的5V电源（比如USB适配器），但1A的输入电流限制意味着输出功率最多只有5W左右，所以输出电流在24V时只能达到200mA左右，这个需求的核心是升压拓扑，必须选择专用的Boost控制器或集成开关管的芯片。考虑到输入输出压差大(5V->24V)，占空比会很高，需要确保芯片能支持。输出可调意味着要用反馈电阻网络，这是标准做法。保护功能也很重要，尤其是输入过流和输出过压保护，因为输入电流只有1A上限，且输出高压万一开路会危险。PCB布局建议也得强调，毕竟开关电源对布局很敏感。

基于Boost拓扑的开关稳压器

这是一种最经典、高效的升压方案。我们有两种实现选择：

1. 方案A（推荐）：使用集成开关管的Boost控制器芯片

   • 优点： 外围电路简单，设计方便，可靠性高，非常适合初学者和快速产品开发。

   • 缺点： 输出电流受芯片内部MOSFET限制，但对于您这个功率等级（5W）绰绰有余。

2. 方案B： 使用控制器外接MOSFET

   • 优点： 功率可以做得更大，灵活性高。

   • 缺点： 设计复杂，需要考量的参数多，PCB布局要求高。

   • 结论： 对于您的需求，方案A是完全最佳选择。

具体实施（基于方案A）

1. 核心芯片选型

市面上有很多优秀的Boost芯片厂商，如TI（德州仪器）、ADI（亚德诺）、MPS（芯源）、Silergy（矽力杰）等。以下是一个经典选择：

• 型号： TI的TPS61089 或 MPS的MP34167

• 理由：

  • 输入电压范围（~3V到28V）覆盖5V输入。

  • 输出电压可调，远高于24V。

  • 内部集成功率MOSFET，可支持超过1.5A的开关电流，足以满足需求。

  • 封装小，效率高（最高可达95%）。

2. 电路原理图设计要点

您需要构建一个标准的Boost升压电路，其核心结构如下：

(这是一个简化的示意图，实际设计需严格按照芯片手册的典型应用电路进行)

• 芯片（U1）： 如TPS61089。

• 电感（L1）： 关键元件！ 建议选择 4.7µH 至 10µH 的屏蔽电感，饱和电流必须大于芯片的开关电流限值（查看芯片Datasheet），通常要 > 1.5A。材质选用铁硅铝或屏蔽式功率电感。

• 输出电容（C_out）： 建议使用多个（如2-3个）10µF的X5R或X7R材质的陶瓷电容并联，以降低ESR（等效串联电阻），提供稳定的输出电压和良好的瞬态响应。耐压值选择50V。

• 输入电容（C_in）： 至少一个10µF的陶瓷电容，靠近芯片VIN和GND引脚放置，用于滤除输入端的电流纹波。耐压10V以上即可。

• 反馈电阻（R1, R2）： 这是设置输出电压的关键！ 通过分压网络将输出电压反馈给芯片的FB引脚。

  • 公式为： V_out = V_fb * (1 + R1 / R2)

  • 其中 V_fb 是芯片的反馈基准电压（通常为0.6V或1.2V，请查阅芯片手册）。

  • 例如，若 V_fb = 1.2V，要得到 24V 输出，则 (1 + R1/R2) = 24 / 1.2 = 20，即 R1/R2 = 19。

  • 选取 R2 = 10kΩ，则 R1 = 190kΩ。为了实现可调，您可以将R1换为一个200kΩ的精密电位器，这样就可以通过旋转电位器来改变电阻，从而实现输出电压的可调。

• 肖特基二极管（D1）： 选择正向压降低、开关速度快的肖特基二极管，如SS34（3A/40V）。耐压必须高于输出电压。

3. PCB布局建议（非常重要！）

开关电源的性能极大程度依赖于PCB布局。

1. 环路面积最小化： 芯片的VIN、C_in、L1、以及芯片的SW引脚和D1所形成的开关环路面积要尽可能小且路径短，以减小电磁干扰（EMI）和开关损耗。

2. 反馈路径远离噪声源： 连接R1、R2到FB引脚的走线要远离电感和二极管等噪声源，防止噪声耦合导致输出电压不稳定。

3. 地平面： 使用一个完整的地平面，所有器件的GND都通过过孔直接连接到地平面。

4. 大电流路径： 输入、输出电容要紧靠芯片放置，为开关电流提供低阻抗的局部回路。

设计流程总结

1. 确认需求： 输入5V/1A，输出24V可调（最大~180mA）。

2. 选型芯片： 选择一款合适的集成MOSFET的Boost芯片（如TPS61089）。

3. 计算参数：

   • 根据公式和 V_fb 计算反馈电阻值，并用可调电位器替代上电阻。

   • 根据芯片手册推荐值选择电感（感值、饱和电流）。

4. 绘制原理图： 严格按照芯片数据手册中的“典型应用电路”进行设计。

5. 设计PCB： 遵循上述布局建议，特别是减小开关环路面积。

6. 焊接调试：

   • 先不接负载，上电测试输出电压是否可调且范围正确。

   • 然后接上负载（例如一个1kΩ的电阻），测试带载能力是否满足要求（输出电压是否稳定）。

   • 如有条件，可用示波器观察开关节点（SW）的波形和输出电压的纹波。

最后再次提醒：您的输入功率决定了最大输出功率，不要期望能输出24V/1A。 这个方案非常适合为需要24V供电但电流需求很小的设备（如某些传感器、运算放大器、小功率显示模块）提供电源。