星亿-平台注册！。KIS-3R33S是一款广为使用的降压型DC-DC模块，不仅因为其性能好，指标较高，更主要的是可以非常便宜的买到（拆机的，量很大），价格一度在 0.6x元/只（甚至有更低的），目也能0.7x元/只买到，因此被称为白菜电路，而且存货很多，有一些人上百片、上千片的采购。

　　网上也有很多人做了这样和那样的改进和实验，有大量的DIY，被应用到充电器、车充、LED照明驱动器等领域。

　　一、原理尽管DC-DC降压的原理不是很简单，但可以把这个模块看成是一个黑匣子：

　　这个图也就是一个三端，因此功能类似LM317这样的三端稳压器。输入电压4.75V到23V都可以，输出-输入有个最小压差，大约1.0到2.0V（电 流小的时候压差小），输出是0.925V到20V可调。压差大一些其实没有太大关系，顶多影响点效率。由于是开关型的同步IC，因此效率很高：

　　这三根曲线%。绿色是12V输入，由于压差大，因此效率低了点，但在0.8A输出下仍然有91%。

　　所谓95%的效率，就是比如5V、2A输出的场合下，输入10V时仅仅需要1.05A（理想1.00A）。

　　输入4.75V起，最高23V（有人试验到30V没烧，但不建议这样做）；输出可以从那个0.925V起调，一直到20V，电流可达3A，短时4A，有人试验到6A没烧，但不建议这样，电感也受不了。

　　固定的340kHz振荡频率，算比较高的了，因此电感和滤波电容可以用的比较小。

　　从原理上看，就是IN和SW的MOS管首先导通，对电感储能，然后上面的管子断开、下面的闭合，电感的电流继续通过下面的MOS管流动。根据输出的大小，反过来控制开关的占空比，达到可控输出的目的。所谓同步整流，就是用MOS管替代肖特基管，在需要输出的时候控制MOS管闭合或断开，续流也是用MOS管。由于MOS管的导通电阻非常小，速度也快，因此整流压降进一步减少，效率进一步提高，尤其是对低压输出的场合。

　　成品模块的体积很小，21.8mm×20.9mm，厚度7.5mm。以下照片，是5个模块在不同拆解阶段放在一起拍的，点击可见大图：

　　可以看到，与厂家典型电路基本一样，黑色本底就是厂家的，红色是模块不同的地方。因此，这个模块就是一个5V转3.3V用的，输出大约有2A。改动的地方，主要是增加了一个5A保险，在D1上并联了一个C7，输出电容限于体积只有2.2uF，但并联；加了一个5.1V的稳压二极管D2。R1是电压设置电阻，用了两个51k并联，同时从5脚通过一个3.3k的电阻引出成为Vadj。

　　如果你需要一个3.3V的电源，那么可以直接使用，无需任何改动。如果要想改动输出电压，需要改变25.5k即可。

　　二、可调电压输出改动该模块原始输出3.3V是有它自己特定的目的、用在特定的环境下。而我们拿到模块后，可能用在不同的目的、需要不同的输出电压，因此就需要改动。而为了适合不同的场合，电压一般改成可调的。最早的改动大概是某商家作出的，由于大批量的进货，必须做出改动说明才好出售，参考文章在此：

　　里面有“十个起拍！”的字样，因此很可能是某淘宝商家的，其中的修改图如下：

　　“把332去掉，短接”。这个一般没有必要，这个电阻是与控制端串联的，电流很小，电阻起保护作用。

　　“2个513去掉，空着”。这个是有必要的，因为这电阻是调节电压的，需要自己替换

　　“D去掉，空着”。这个D实测是5.1V的稳压管，那样电压高了会有问题，所以超过4.5V输出时要拆掉。但4.5V以下应用时可以不拆。

　　“C去掉，空着”。这个没有必要去掉，电容是并联在输出上的，陶瓷电容耐压也不会有问题。由于频率为340kHz很高，因此去掉此电容没有高频滤波了。

　　增加了两个插接口、两个电解、一个可调电阻，还有一个控制。而根据类似的电路做成的成品也很多，这里是一个：

　　其实，无论是第一种负压还是第二种负压，也就是正常的方式，但把输入的负，从地改到Vout，等于站到巨人的肩膀上：

　　这样，输入一下子就减少了输出这么多，电压是以Vout为公共点，看起来输出就是负的。事实上，由于压差可以大于输出，因此这其实也是升压电路

　　按 理说压差只要维持在2V甚至更低就可以保持输出，但只输入2V是不能启动的，启动至少要4.2V以上，保险起见就只好5V输入了。不过，只要启动后，输入 电压下降也可以，下降到2V时仍然可以保持9V的输出，达到进一步升压的目的。当然，输出电压多少，与正常接法的计算方法完全一样，而任何正常的电路，包 括各种恒流的改进，只要把输入的负接到输出的正，就可以达到负压/升压的目的。

　　三、可调恒流输出改动以上的改动均为电压输出，而很多场合下需要恒流的，例如充电、LED照明。这就需要能做成恒流的。但是，这个模块本意是降压应用，厂家典型电路里也根本没 有恒流电路一说。那么这个问题就无法解决了？当然不是，因为采用外加运放和相关的电路就可以很容易达到这个目的。运放的方法很多，下面是一个链接：

　　这个电路采用了TL431做基准，分压后与0.15欧电流采样电阻上的压降比较，电流超出后通过一个二极管控制Vadj，达到限流的目的。

　　但是，采用运放不仅复杂，而且可能引入相移使得电路不稳定。手电论坛的v-mosfet网友，首次实现了无运放的350mA恒流改进电路：

　　他 的方法其实并不复杂，首先用0R5电流采样电阻得到0.175V电压，但这个电压太小，然后与TL431电压基准的可调分压叠加，就可以达到模块要求的 0.925V，就是所谓戴维宁叠加定理。当电流增大后叠加后的电压也超过了0.925V，通过控制端就可以使得输出减少。

　　这个电路的优 点在于无需直接让采样电阻的电压达到0.925V那么高，从而节省了压降和功耗，维持了模块较高的效率。当然，这个方法要注意，补偿法会引起不稳定因素， 因为在采样电阻上的电压小，其余电压的变动会等价为更大的不稳定因素。举个极端的例子，采样电阻0.025欧、电流1A，采样电压0.025V，补偿电压 0.9V。当这0.9V的电压有1%的变动（0.009V），成为0.909V，那么模块会维持0.925V不变，采样电压就变成0.016V了，因此恒 流电流就变成0.016/0.025=0.64A了，变化了36%，是补偿电压的36倍！因此，采样电压不宜太小，以不小于0.1V为限。另外，2.5V 的分压电阻也要求比较稳定，包括可调电阻尽量用小一些。

　　这种恒流电路自从被发现以后，被广泛使用。再一次改进，是手电论坛的suncrab网友，针对可调可能短暂开路使得输出电流大增的弊病，把可调改到下端，短暂开路电流变小，不会烧坏：

　　其实就是省去2个电阻，让可调电阻配合内部电阻形成分压。当然，这个电路仍然存在因电位器接触不良造成输出超界的弊病。

　　最后看一下，手电论坛的dpcom网友，采用这个电路做恒流源，但把所有的附加元件焊接在原来的背板上，体积非常小

　　四、我的测试和理解以下测试，所用的设备包括（但不限于）：IT6122精密电源HP34401A 6.5位万用表

　　原模块，不进行任何改动，空载输出范围在3.27V附近。原模块，不进行任何改动，输出空载，输出电压在3.27V附近稳定的场合下，输入电压4.2V到7.0V。更低的输入则输出变小，更高的入则输出不稳定（内部输出电容2.2uF太小）。

　　外部接入0.47uF电容，输入到10V仍然稳定；外部接入10uF电容，输入到23V仍然稳定。

　　为方便起见，以下所有测试，均在模块的输入端并联了220uF 25V电容，输出端并联了470uF 25V电容。

　　第一个效率曲线，与厂家测试方法类似，得到的曲线也非常类似，该模块的效率线%！

　　只不过我测试的时候，延伸了电流测试范围，低端到0.1A，高端到4A。另外，我增加了一个8V输入。可以看到，输入5V下在0.2A到1A之间，效率可达94%以上；输入8V输出1A时效率可达93%；输入12V输出1A时效率也可以达到91%。

　　前面说过，所谓负压，就是把输入的负接到输出的正上，这样输出+就成为公共点了，因此输出的地就是负电压了。另外，由于输出可以大于压差，因此也成为升压接法。从电路上，就是输入的负换个位置，其余的都不改动。这 种接法的用途，一个是可以产生负压，与另外一个模块共同使用，就可以出正负电源。另一个用法就是升压了，可以把5V到8V的电压升高到10V到18V，但 此时的真正输入电压是与输出电压叠加的，输入电压不应该超过23V，而压差输入至少要5V，因此输出就只能最大18V。也就是说，最大的升压是5V升 18V。但是，这种接法的效率到底如何呢？

　　为了测试升压，把模块的Vadj接一个200欧电阻到地，改成10V输出，内部5.1V稳压管去掉，同时测试了正常情况下的效率，下图就是对比测试。

　　细线是正常的接法，但横轴画成压差的方式，比如压差为3V时，实际输入为13V。

　　可以看到，正常接法的细线V输出的曲线，但效率更高了，小电流小压差的情况下达到了97%！而且在较大输出电流下，效率并不怎么随压差的增大而降低。另一方面，升压接法时，效率下降比较大，尤其是输入电压（也就是压差）较低时。

　　小电流0.1A负载时，输入电压低至1.5V也可以工作（当然不能启动），此时效率只有75%。输入3V时效率最高，83%，随后效率随输入电压下降，并与正常用法的0.1A负载效率曲线A负载时，输入电压最小只能是3.2V，5V输入效率87%也可以了，效率峰值出现在7V的88%，随后少许下降。因此，这个负载附近是比较好用的。

　　1A负载时，输入要4.5V以上，而且效率不高，5V下只有80%，也就是自耗散为2.4W，发热严重了，因此不能长时间使用。

　　最后，从曲线V的输入下可以工作并输出10V！当然直接加上1V是不能启动的，只能先加上5V，启动后再降低，这样就限制了低压升压的范围。经测试，10V空载下，最低启动电压4.1V。

　　在不开盖的基础上，通过对Vadj串接电阻到地或串接电阻到Vout，可以调节电压。

　　开盖调节的问题，是里面元件太小焊接容易出问题，外壳也容易拆坏，因此不太适合多个批量更改。当然，改高电压时，还是需要开盖把内部的5.1V稳压管去掉。也有直接改高电压通电烧毁的方法，这样就彻底不用开盖了。更改的方法，可以通过把Vadj接一个电阻到地，用来增大电压，也可以通过把Vadj接一个电阻到Vout，用来减少电压。

　　例如要求输出5V，查表可知，通过把Vadj外接一个10.4k电阻到地，就可以输出5V；再如要求输出9V，查表可知，通过把Vadj外接一个800欧电阻到地，就可以输出9V；这种方法，最大输出电压是10.4V，通过把Vadj直接短路到地而得到。

　　另一方面，可以通过把Vadj接一个电阻到Vout来降低电压，例如接12k就可以输出1.8V。

　　根据厂家，控制特性是一个施密特电路，控制电压是2.5V，有0.21V的回差。

　　也就是说，电压上升后2.6V突然开启，然后控制电压下降到2.4V突然关闭。实测并非如此。实测，电压上升到2.468V突然开启，有点偏低，但也算正常；但电压下降后有个缓慢的过程，直到2.365V才突然关闭。

　　的 电路（电位器在下面）。但我采用了AZ432做稳压器。这个稳压IC输出1.25V而不是2.5V，这样就可以把R2取得比较小，对提高稳定度有利。另 外，这个IC的最小电流只有0.06mA，而不是TL431的0.4mA，因此R1就可以从2k增大为10k，可以节电或用在需要效率更高的地方。另外， 电位器我选择了体积比较小的单圈4.7k，可以方面的把所有元件装在电路板的背面。由于阻值合适，因此电流几乎在整个电位器的调整范围内都有效，再者多数 恒流场合对电流精度也要求不高，因此不感觉比多圈电位器不方便。

　　有人问，为什么把10k电阻也去掉了？主要是为了后面的恒压，需要模块响应灵敏，因此要直接暴露IC的原始ADJ管脚。然后是背面增加元件：

　　安装的过程：先 把背板的大面积地开个L型的槽，独立出“输出-”，找3个0.47欧的小型电阻跨接焊好作为检流电阻，把AZ432的中脚也焊接上，两边的脚悬空焊接在一 起。电位器的中点和上点焊接在Vadj上，下点焊接10k到地，最后悬浮焊接10k和5.1k。整个元件布局比较紧凑，高出电路板大约4.6mm，最高的 为电位器。

　　焊完实际测试，电流在0.05A到1.00A可调，恒流效果很好，达到预期。

　　这个IC也很便宜，淘宝有卖。如果要求更小的电流，可以采用LM385-1.2，也是1.25V，但最小电流达到0.01mA。

　　其实，很早就有dradeng网友，在DIY移动电源（充电器）的时候，在KIS输出和En端之间加了5.6稳压管，把模块最高输出电压限制在6V左右：

　　后来mytomatoes网友，在做升压恒流的时候，也加了一个7.4V稳压管，实现了限压：

　　当然，这种限压最主要的缺点，是不能调节，限压精度也很有限。采用运放+外围电路，可以实现很精确的可调恒压恒流功能，但除了复杂外，电路不容易稳定也是缺陷。尽管这个白菜电路也不必要增加太复杂的外围，但一个简单可靠的可调恒压恒流还是有必要的。

　　我这里给出一个电路，在恒流的基础上，通过简单增加两个元件，在可调恒流基础上，实现了可调限压。

　　原 理很简单，用电位器R7进行可调的输出电压采样，并用Q1与Vadj的0.925V做比较，电压超出大约0.5V后Q1开始导通，把Vadj拉高，从而限 制了输出电压的进一步增大。Q1接成射随的方式，因此有较大的电流增益。但由于Vadj的电压可以认为是不变的，因此射随不会真正的跟随起来。用射随的另 一个好处是响应速度很快，不会造成不良的滞后。当然，这个电路主要目的是恒流的，这种简易的恒压方法特性不会理想。用三极管做比较，其Vbe有一定的温度系数，再就是三极管导通电压模糊，使得恒压部分不是很平坦。

　　不过，这种方式最大的优点是简单，只用2个元件。与稳压二极管限压电路比，这个电路的精度类似，但实现可限压的大范围可调。温度系数的方向是高温下限制电压变低，这恰恰是很多地方所需要的，比如高温下对锂电充电应该减少电压、低温下可以适当提高电压。

　　其 中，三极管用了C1815，用别的常见小功率NPN管都可以。电位器用了30k，其实用10k也更好，我没有找到合适的。由于三极管有放大作用，因此对电 位器的阻值并不挑剔。电位器的右边直接焊地，左边接到输出+进行电压采样，中点悬空接三极管的B，三极管的E和C就近悬空接到Vadj和1.25V基准 上。电位器的采样线可以考虑串入一个等阻值的电阻，这样可以扩大限压范围。目前限压是1V-10V，串联电阻后可以是1V-20V。那么，这个恒流恒压电路的表现到底如何呢？

　　接上IT6122电源、HP34401万用表和IT8512假负载进行测试，输入电压为10V，调节到690mA和8.4V，结果如下：

　　其中横线的恒流部分，是采用定压方式测试的，而右边的恒压附近，是采用的恒流模式。理想的恒压恒流曲线，是一个矩形，或者说是两条平直线，恒压部分是垂直的，拐点尖锐。实测情况看，恒流特性还是有一些不理想，电压高时电流反而增大。恒压特性自然也不很理想，不是垂直的。

　　当然，如果用在例如锂电池充电的目的，这个不理想还是可以忽略的，因为在距离结束电压只有0.15V下，还有一半的充电电流。

　　一个电源电压的稳定是最重要的指标，因此恒压是主要的应用。但白菜电路没有限流，这是缺陷。上节的建议限压，是以恒流为主的，电压限制的不理想，曲线弯曲。为了能够完美限流，看来必须用运放了。这样才能放大检流电阻上的微小信号，控制输出。经过考虑，采用了带有片内基准的低功耗、宽电压运放LM10：

　　安装起来也比较顺利，关键是两个主要元件体积大，没办法进行了磨边。布局设计时，要满足不超过板子大小的要求，高度不超过卧式可调的高度，管脚引线uF电容，其余没做任何改动，保持3.3V定压输出。如果需要其它电压，可以调节25.5k电阻。但若改成可调的，那板子背面就没有空间了，只能放在外边。

　　背面，先刻出输出槽，接地点去掉油漆，焊接运放，焊接检流电阻，焊接可调。最后，只有那个二极管“飞”了一下。

　　其中的0.05欧检流电阻，是从一个小型水泥电阻里拆出来的，否则体积太大，根本放不下。即便这样，也在适当的地方弯折了90度。

　　之所以称为完美限流，主要是限流点非常精确，限流之前对输出没有任何影响，达到限流点后马上限制。以下曲线A限流点后测试的，输入电压6.0V。

　　发现一个小毛病，电位器顺时针调节的时候，电流是减少的。其实，把电位器反转安装即可，只不过背面向下了。3.3V、2A放电了1个小时，用手感觉温度，电感大约温升25度，芯片温升35度，检流电阻温升也大约35度。因此，在2A下长期使用看来是没有问题的。

　　顺便测试一下3.3V、2A输出的效率，电压读数用Fluke289从模块引脚根部进行，电流从电源和假负载上读出。

　　本模块，具有体积小、效率高、发热小、输出比较大的特点，尤其是价格便宜，弄坏了不心疼，还可以拆元件用。由于这些特点，非常受DIY者青睐，以下列举一些应用场合。

　　市场上存在大量的照明LED，但LED需要恒流，这是组装时最头痛的。有了白菜模块，可以简单的组成350mA或者700mA的恒流源，输出电压可以自适应，最大可以达到20V。

　　可以用锂电供电，输出固定电压，具有输出稳定、输出电流大、效率高、体积小的特点。

　　市面上1A以下的充电器很多，但缺少2A、3A的。本模块经过限压改进后，可以用在锂电充电上。但这个应用要慎重，因为模块没有逆放电保护，当充电的过程中万一断电，则电池会对模块放电。

　　太阳能电池的输出具有功率、电压变化大的特点，很难直接使用或给电池充电。采用本模块，就可以高效的转换成统一的电压，直接使用，或者可以给电池充电。

　　电 池供电的设备大多都是携带式的，例如笔记本电脑、收音机、随身听、万用表、LED灯等。这些设备目前的电源，绝大多数都是采用开关电源，以便达到适应范围 宽、高效利用能源的目的。因此，这个模块也自然可以用于此种目的。最适合2节到4节锂电输入、2W到20W输出的场合。也可以用于4节5号电池或4节镍氢 电池供电。

　　对应芯片的En端口，标称2.5V附近实现开关，类似施密特触发器，有0.2V的回差。例如电压大于2.6V开启，电压小于2.4V关闭，

　　模块关闭后耗电极小，可以长期接入电池。而En端是高阻输入，只需很小的电流就可以导通，达到启动目的，启动后可以从电池转换成稳定的电压输出。因此，可以用在光敏、热敏、力敏等场合。例子：

　　电池供电推动模块输出的场合，为了保护电池，应该在低于某一电压时，自动断开，以免电池过渡放电。

　　以下面的方法为例，En端不再是通过一个R1=100k的电阻接到电源上，而是下面再并联一个R2到地，计算公式是：

　　我试验了一下，的确倒灌电流很大。当然，在某些特殊场合，倒灌现象可以基本被抑制：当倒灌电压不超过5.3V下，把En接地，则倒灌电流大大减少，从几百mA减少到几mA。当然，这几mA对于电池来讲还是很大，只能防止短时间电池被放光。

　　对比测试：当输入开路或输入为零，En端开路时，倒灌电压5V下就有很大的倒灌电流。因此，作为充电使用的话，必须采取防倒灌措施。

　　很 多人提出用这个模块把单节锂电升压，但升压电路至少要4.1V才能启动，而且不排除模块有离散，启动电压可能更高一些，这就超出单节锂电的供电能力了，造 成电压稍微低一些就启动不了的毛病。这样，有必要做一个启动电路，使得能启动的电压降低一半，不仅可以适合单锂，也可以适用与单铁锂，甚至可以用两节镍氢 电池。

　　所用的元件，包括一个双刀暂稳开关，一个电容、二个电阻。平时电容通过两个电阻充电到与电池一样的电压，当启动开关压下后，电容的这个电压加到了输出上，也等价为电容与电池串联起来加到了正常的输入上，因此2.5V就变成了5V，就可以顺利启动了。如果能采用双刀双掷开关（必须是那种先断开后接触的），那么可以把两个电阻也省掉，同时电容也可以与输入电容共用：

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