高效率升壓轉(zhuǎn)換器應(yīng)用技巧

高效率升壓轉(zhuǎn)換器應(yīng)用技巧

為便攜式電子設(shè)備開發(fā)電源電路要求設(shè)計工程師通過最大程度地提高功率和降低整個系統(tǒng)的功耗來延長電池使用壽命，這推動器件本身的尺寸變得更小，從而有益于在設(shè)計終端產(chǎn)品時獲得更高靈活性。這種設(shè)計的最重要元器件之一是電源管理 IC或DC/DC轉(zhuǎn)換器。

高效DC/DC轉(zhuǎn)換器是所有便攜式設(shè)計的基礎(chǔ)。許多便攜式電子應(yīng)用被設(shè)計成采用單節(jié)AA或AAA電池工作，這給電源設(shè)計工程師提出了挑戰(zhàn)。從850mV～1.5V的輸入電壓產(chǎn)生一個恒定的3.3V系統(tǒng)輸出，要求同步升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器能夠在固定開關(guān)頻率下工作，同時附帶片上補償電路，并且需要微型低高度電感和陶瓷電容，最好采用微型IC封裝以減少它在設(shè)備設(shè)計中的總占位面積。

一個由薄型SOT IC封裝和少量外部元器件組成的經(jīng)過驗證的電路設(shè)計，實現(xiàn)了一個僅占7×9mm²板面積的效率為90%的單電池到3.3V/150mA轉(zhuǎn)換器。當在單電池輸入(1.5V)下工作時，25mA～80mA之間的負載電流可能實現(xiàn)90%以上的效率。一個外部低電流肖特基二極管(雖然并不是必需的)將在較高輸出電流下最大程度地提高效率。

這個電路設(shè)計集成了帶額定電阻值為0.35Ω(N)且典型電阻值為0.45Ω(P)的低柵電極電壓內(nèi)部開關(guān)的高效DC/DC轉(zhuǎn)換器。在整個工作溫度范圍內(nèi)，開關(guān)電流限制一般為850mA，從而在新的堿性AA單節(jié)電池輸入和兩節(jié)電池輸入時可分別實現(xiàn)0.66W和2.5W的輸出功率。

電流模式控制提供出色的輸入線路和輸出負載瞬態(tài)響應(yīng)。斜坡補償(這是當占空比超過50%時用來防止分頻諧波不穩(wěn)定性所必需的)可以整合到轉(zhuǎn)換器中，與電路一起保持恒流限制閾值，而不管輸入電壓是多少。

主要特性

先進電源管理IC設(shè)計的兩個特性會影響其工作效率：內(nèi)部反饋機制的集成和可在工作期間節(jié)省能量的節(jié)電模式的加入。增加的內(nèi)部反饋回路補償不再需要外部元器件了，從而降低了總成本，簡化了設(shè)計過程。通過僅在需要時激活電源轉(zhuǎn)換器以將輸出電壓調(diào)制保持在1%以內(nèi)，節(jié)電工作模式提高了輕負載(I_LOAD < 3mA，典型值)時的轉(zhuǎn)換器效率。一旦輸出電壓在進行調(diào)制，轉(zhuǎn)換器會切換至睡眠狀態(tài)，從而減少柵電荷損失和靜態(tài)電流。不帶節(jié)電模式的類似IC將被強制在整個工作范圍內(nèi)保持恒定的PWM，從而增加了靜態(tài)電流。雖然在一些頻率敏感的應(yīng)用中恒頻PWM可能會受歡迎，但它會降低總系統(tǒng)效率。

關(guān)斷電流低于1mA，并且這個引腳上的磁滯允許對VIN進行簡單的阻性上拉從而連續(xù)工作。還要注意，在關(guān)斷過程中，VOUT保持低于VIN的未經(jīng)過調(diào)制的600mV。當存儲器或實時時鐘必須在斷電期間保持激活時，這個特性特別有用。可以通過更改分壓器的電阻值輕松設(shè)定輸出電壓。

為了從電池電源獲得最高功效，DC/DC轉(zhuǎn)換器必須能夠在1V以下的輸入電壓下工作，并提供范圍在2.5V～5V之間的可調(diào)整輸出電壓。理想情況下，這種器件還將能夠在低至0.65V的輸入電壓下繼續(xù)工作，唯一的局限性在于輸入電源提供足夠功率的能力。

這個特性將消除對大的輸入旁路電容的需要，從而節(jié)省了板空間、降低了成本。在低至0.65V的輸入電壓下工作的能力，是從電量接近耗盡的電池中獲得更長使用壽命的重要特性。

以兩個由單節(jié)電池供電的便攜式設(shè)備為例，其電池使用壽命的比較表明，在理想測試條件下，電源管理IC在低壓模式下工作的能力使其可比傳統(tǒng)DC/DC轉(zhuǎn)換器多提供六個多小時的電池使用壽命。工作壽命延長40%為終端產(chǎn)品提供了明顯的優(yōu)勢。比較情況如圖所示。

EMI抑制方法

當升壓轉(zhuǎn)換器在非連續(xù)模式下工作時(即功率傳動周期開始之前，電感電流降至零時)，可能存在EMI問題。為了幫助降低電勢參考點，在電感電流為零且器件處于關(guān)斷狀態(tài)時，可將一個100Ω的內(nèi)部阻尼電路跨接在電感上。

EMI和總性能質(zhì)量也會受PCB布局的影響。高速工作的低壓輸入器件需要格外注意線路板布局，特別是處于涉及N溝道和P溝道開關(guān)切換的工作周期期間的高電流通路。SW引腳、VIN引腳CIN、COUT和地之間的電流通路應(yīng)短而寬，以形成最低的固有電阻損耗和最低的漏電感。

圖1：能在低壓模式下工作的電源管理IC(紫色)可比傳統(tǒng)DC/DC轉(zhuǎn)換器(紅色)多提供6個多小時的電池使用壽命。

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2018-11-05 16:33:54

可調(diào)輸出電壓的同步升壓轉(zhuǎn)換器高效率參考設(shè)計

描述PMP10538 是一款采用 LM5122 控制器 IC 的單相同步升壓轉(zhuǎn)換器。此設(shè)計接受 18Vin 至 20Vin 輸入電壓，可實現(xiàn) 30Vout 至 54Vout 的輸出，能夠為負載提供

2018-11-13 11:40:25

基于L6920D的高效率同步整流升壓轉(zhuǎn)換器演示板

STEVAL-ISA077V2，基于L6920D的高效率同步整流升壓轉(zhuǎn)換器演示板?；贚6920D的高效率同步整流升壓轉(zhuǎn)換器演示板

2020-07-30 07:25:55

基于PowerPath控制器和高效率降壓升壓型轉(zhuǎn)換器的電源方案

具有智能 PowerPath 控制的 18V 降壓-升壓型轉(zhuǎn)換器以 95% 的效率從雙輸入提供 >2A 的電流

2019-07-31 06:23:56

基于同步反相SEPIC拓撲結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高效率降壓/升壓轉(zhuǎn)換器

許多市場對高效率同相 DC-DC 轉(zhuǎn)換器的需求都在不斷增長，這些轉(zhuǎn)換器能以降壓或升壓模式工作，即可以將輸入電壓降低或提高至所需的穩(wěn)定電壓，并且具有最低的成本和最少的元件數(shù)量。反相 SEPIC（單端

2018-10-22 16:41:42

多輸出高效率3類PoE反激轉(zhuǎn)換器設(shè)計方案

描述該轉(zhuǎn)換器用于需要高效率和多輸出的 3 類 PoE 應(yīng)用。采用同步整流器的反激式轉(zhuǎn)換器效率出色，尺寸小，適合 IP 電話等 PoE 應(yīng)用。TPS23785B 包含基于 PoE 的器件和 PWM

2018-09-05 09:11:43

如何實現(xiàn)升壓轉(zhuǎn)換器功率翻倍？看完就懂了

工程界普遍認為，當升壓轉(zhuǎn)換器必須提供高輸出電壓、在低輸入電壓下工作、提供高升壓比或支持高負載電流時，需使用多相位功能。相比單相位設(shè)計，多相位升壓設(shè)計有多項優(yōu)勢，包括：提高效率、改善瞬態(tài)響應(yīng)，以及降低

2020-09-30 09:27:31

如何實現(xiàn)升壓轉(zhuǎn)換器功率翻倍？看完就懂了

2022-07-01 09:34:22

如何設(shè)計一個高效率低功耗低噪聲的直流3V升壓到30V的電路？

如何設(shè)計一個高效率低功耗低噪聲的直流3V升壓到30V的電路？電流1ma之內(nèi)即可。

2023-11-16 06:36:14

峰值效率為98%的135W單相升壓轉(zhuǎn)換器包括BOM及層圖

描述PMP21274 是采用 LM5112 控制器的單相升壓轉(zhuǎn)換器。此參考設(shè)計的輸入工作電壓為 12V 至 50V。此設(shè)計具有 54V 輸出，能夠提供 2.5A 持續(xù)電流。LM5112 具有旁路功能

2018-10-14 11:38:38

汽車降壓/升壓轉(zhuǎn)換器參考設(shè)計包括BOM及層圖

描述此參考設(shè)計是一款汽車降壓/升壓轉(zhuǎn)換器，可通過 4.5V 至 28V 直流輸入電壓范圍提供 11.5V（電流為 1.0A）的穩(wěn)定的輸出電壓。主要特色小尺寸高效率提供測試報告和設(shè)計文件

2018-09-30 09:15:16

深度剖析升壓轉(zhuǎn)換器

只有85.5%。一定有一個耗能更低的好方法來生成這個3.3V電壓。使用TPS63025 降壓-升壓轉(zhuǎn)換器系列可以在這些情況下提供更高效率。通過將效率大于95%的降壓轉(zhuǎn)換器與效率在90%以上的升壓轉(zhuǎn)換器

2022-11-17 06:46:15

用于 PoE 應(yīng)用的 3 類 5V/2.3A 高效率同步反激轉(zhuǎn)換器

描述此轉(zhuǎn)換器用于需要高效率和隔離的 3 類 PoE 應(yīng)用。此設(shè)計的特定輸出為 5V (2.3A)。采用同步整流器的反激式轉(zhuǎn)換器效率出色，尺寸小，適合 IP 電話等 PoE

2018-08-03 08:38:04

用于 PoE 應(yīng)用的多輸出、高效率反激轉(zhuǎn)換器

`描述該轉(zhuǎn)換器用于需要高效率和多輸出的 1 類 PoE 應(yīng)用。此設(shè)計的特定輸出為 3.3V (0.7A)。采用同步整流器的反激式轉(zhuǎn)換器效率出色，尺寸小，適合 IP 電話等 PoE 應(yīng)用。TPS23785B 包含基于 PoE 的器件和 PWM 控制器功能。`

2015-05-05 18:03:40

用于 PoE 應(yīng)用的多輸出、高效率反激轉(zhuǎn)換器

`描述該轉(zhuǎn)換器用于需要高效率和多輸出的 3 類 PoE 應(yīng)用。此設(shè)計的特定輸出為 5V (1A)。采用同步整流器的反激式轉(zhuǎn)換器效率出色，尺寸小，適合 IP 電話等 PoE 應(yīng)用。TPS23785B 包含基于 PoE 的器件和 PWM 控制器功能。`

2015-05-07 10:21:21

用于PoE應(yīng)用的3類5V/2.3A高效率同步反激轉(zhuǎn)換器參考設(shè)計

2022-09-21 06:42:37

用于PoE應(yīng)用的高效率和多輸出反激轉(zhuǎn)換器參考設(shè)計

描述該轉(zhuǎn)換器用于需要高效率和多輸出的 3 類 PoE 應(yīng)用。PMP8454.1 的輸出為 3.3V (2A)。采用同步整流器的反激式轉(zhuǎn)換器效率出色，尺寸小，適合 IP 電話等 PoE 應(yīng)用。TPS23785B 包含基于 PoE 的器件和 PWM 控制器功能。

2022-09-19 06:46:34

用于便攜式工業(yè)設(shè)備的小型高效降壓-升壓轉(zhuǎn)換器

2018-09-03 15:17:17

請問設(shè)計高效非反向降壓-升壓轉(zhuǎn)換器有什么技巧？

降壓-升壓轉(zhuǎn)換器的操作原理是什么？高效非反向降壓-升壓轉(zhuǎn)換器的設(shè)計標準有哪些？

2021-04-13 06:03:21

超低功耗高效率DC / DC轉(zhuǎn)換器可在音頻頻段外工作

DN86- 超低功耗，高效率DC / DC轉(zhuǎn)換器，可在音頻頻段外工作

2019-07-16 12:08:15

降壓升壓轉(zhuǎn)換器TPS63020資料分享

概述:TPS63020是德州儀器公司生產(chǎn)的一款用于便攜式電子產(chǎn)品的尺寸最小且性能最高的 4A 降壓/升壓轉(zhuǎn)換器。此器件可以在 1.8V 至 5.5V 的輸入范圍內(nèi)實現(xiàn)大電流和高效率，其放電可降到 2.5V，并且具有出眾的輕載效率。

2021-05-17 07:43:12

集成FET升壓轉(zhuǎn)換器參考設(shè)計

描述此集成 FET 升壓轉(zhuǎn)換器通過 6V - 8.4V 輸入（2S 鋰離子電池）提供 11V 輸出 (1.2A)。此轉(zhuǎn)換器經(jīng)過優(yōu)化，可以緊湊的尺寸為便攜式收音機等應(yīng)用提供高效率和低成本。特性成本低

2022-09-19 07:44:38

非標準PoE高效正向轉(zhuǎn)換器參考設(shè)計

描述此轉(zhuǎn)換器提供 5V/10A 的高功率 PoE 輸出。TPS2379 PD 控制器允許使用外部熱插拔 FET 以提高效率。UCC2897A PWM 控制器用于實施高效的有源鉗位正向轉(zhuǎn)換器。特性

2022-09-26 06:04:41

（+ 3.3V）在高效率升壓型DC / DC轉(zhuǎn)換器中的典型應(yīng)用

（+ 3.3V）在SP6642單堿性電池，高效率升壓型DC / DC轉(zhuǎn)換器中的典型應(yīng)用。 SP6642 / 6643器件是一款高效，低功耗升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器，適用于+ 1V輸入，適用于單個堿性電池應(yīng)用，如尋呼機，遙控器和其他低功耗便攜式終端產(chǎn)品

2019-07-29 06:26:54

TI直流/直流開關(guān)穩(wěn)壓器TPS61230A

采用 2.0mm x 2.0mm QFN 封裝的 5V/6A 高效率升壓轉(zhuǎn)換器 Vin (Min) (V) 2.5 Vin (Max) (V) 4.5 Vout (Min

2022-12-16 15:08:54

高效率返馳式轉(zhuǎn)換器

高效率返馳式轉(zhuǎn)換器本專題將制作一個交流對直流單一輸出之返馳式轉(zhuǎn)換器(flyback converter)?？刂苹芈贩矫嫖覀儗⒉捎靡欢噙\作模式之綠能IC，它能依負載高低來判斷其適當?shù)倪\作

2009-11-24 12:40:09

MAX98390是一款揚聲器

MAX98390為高效單聲道D類DSM智能放大器，集成升壓轉(zhuǎn)換器、動態(tài)揚聲器管理(Dynamic Speaker Management?)和FET調(diào)節(jié)，在低輸出功率下實現(xiàn)高效率。升壓轉(zhuǎn)換器的最大

2023-07-10 11:14:45

泛海微Fhchip-OC6700B 升壓恒流芯片

泛海微Fhchip-OC6700B 升壓恒流芯片是一款專為LED照明應(yīng)用設(shè)計的集成電路。它集成了高效率的升壓轉(zhuǎn)換器和恒流驅(qū)動器，為LED提供了穩(wěn)定的電流和電壓，從而保證了LED的可靠性和穩(wěn)定性

2023-12-20 21:56:41

高效率升壓轉(zhuǎn)換器提供48V的IP電話-High-Effici

IP phones require that data and power on the same cable. A high voltage power source of 48V is required, to reduce the voltage drop in the cable. This application note describes a DC-DC step-up converter that can deliver the required 48V s

2009-05-04 09:39:24

900

高效率升壓轉(zhuǎn)換器提供24V的終端-High-Efficien

Data terminal equipment (DTE), such as wireless LAN and wireless local loop, may require data and power on the same cable. A high voltage power source of 24V is required to reduce the voltage drop in the cable. Isolation is provide

2009-05-04 09:40:32

710