為您的提升帶來(lái)更多沖擊：以更低的電池電壓驅(qū)動(dòng)更重的負(fù)載

自舉是一種可應(yīng)用于大多數(shù)升壓轉(zhuǎn)換器的技術(shù) 并使轉(zhuǎn)換器能夠在驅(qū)動(dòng)時(shí)低至較低電壓運(yùn)行 重物。許多便攜式設(shè)計(jì)需要升壓轉(zhuǎn)換器來(lái)轉(zhuǎn)換低電平 電池電壓進(jìn)入更高，但隨著電池電壓衰減， 升壓轉(zhuǎn)換器FET的驅(qū)動(dòng)減少，有時(shí)可以減少 輸出可用的電流。引導(dǎo)克服了這個(gè)問(wèn)題 并購(gòu)買額外的電池壽命，同時(shí)提高重負(fù)載下的效率。

這些提升是為工作而設(shè)計(jì)的

ADP1612是一款低成本、高效率升壓轉(zhuǎn)換器，工作頻率為 1.3 MHz，非常適合需要物理處理的消費(fèi)電子電路 小。它具有一個(gè)關(guān)斷引腳，可將靜態(tài)電流降至2 μA以下 工作在低至 1.8 V 的輸入電壓下，非常適合電池供電的電子設(shè)備。然而，隨著電池電壓的下降，其峰值電流 瀑布。如果電池在最后幾個(gè)小時(shí)需要輕輕處理，這可能是一個(gè)好處，但這也可能導(dǎo)致在電池電量不足的情況下駕駛重負(fù)載時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題 輸入。自舉克服了這個(gè)問(wèn)題，并提供高輸出電流 具有高效率，同時(shí)允許電池電壓低至 較低級(jí)別。

從 升壓轉(zhuǎn)換器

圖1顯示了ADP1612的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估板。200 mΩ 電流 檢測(cè)電阻與電池輸入串聯(lián)以測(cè)量輸入 當(dāng)前。在電池輸入端增加了一個(gè)大的電解電容器 平滑電感電流峰值的電路，使平均電池電流 可以高精度地測(cè)量檢測(cè)電阻兩端。 電池電壓是用數(shù)字電壓表測(cè)量的，因此， 輸入功率可以通過(guò)將電池電壓乘以輸入電流來(lái)計(jì)算。 阻性負(fù)載被添加到輸出端，轉(zhuǎn)換器的效率 通過(guò)將輸出功率除以輸入功率來(lái)計(jì)算。

圖1.ADP1612的評(píng)估套件。

探測(cè)開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)（SW）告訴我們很多關(guān)于DC-DC轉(zhuǎn)換器的信息 執(zhí)行。當(dāng) FET 導(dǎo)通時(shí)，電感電流斜坡上升，導(dǎo)致 開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)底部電壓斜坡，與FET的導(dǎo)通成正比 電阻。此電壓越低，F(xiàn)ET 的導(dǎo)通電阻越低。因此 給定電流下FET中的損耗越低。圖 2 顯示了交換機(jī) 節(jié)點(diǎn)，采用非自舉配置，電池電壓為 2 V。底部 的開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓顯示約180 mV的峰值。

圖2.開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓，2 V 輸入，非自舉。

將電池電壓增加到3 V得到的開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)波形如 圖3.在這里，我們注意到由于電池電量較高，占空比已下降 電壓，而且開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)的低部分電壓明顯處于 較低電平，峰值約為80 mV。但是，由于FET電流為3 V 電池電壓低于 2 V 電池電壓，很難看到 如果ON電阻確實(shí)降低了。

圖3.開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓，3 V 輸入，非自舉。

然后將圖1中的電路轉(zhuǎn)換為自舉配置。 自舉涉及連接 V在ADP1612至輸出端的引腳 電壓。一旦器件啟動(dòng)，它就會(huì)由較高的輸出電壓供電， 因此，在ADP1612不知道 電池電壓水平。修改后的電路如圖4所示。

圖4.引導(dǎo) V在引腳從輸出電壓。

使能引腳可以連接到電池電壓 V巴特或輸出 電壓。將其連接到電池電壓可置位欠壓鎖定 （UVLO） 如果電池電壓低于大約 1.7 V，則在連接時(shí) 輸出電壓允許ADP1612保持開(kāi)關(guān)，即使電池 電壓已經(jīng)下降到遠(yuǎn)低于此的電壓。

圖5顯示了非自舉和自舉的效率結(jié)果 電池電壓為 2 V 且輸出電壓測(cè)量的配置 的 4.95 V。

圖5.ADP1612采用2 V輸入時(shí)的效率，采用非自舉和自舉（b/s）配置。

自舉配置的效率曲線由 圖5中的實(shí)線，在輕負(fù)載時(shí)明顯較低。這主要是因?yàn)?器件的靜態(tài)電流（約4 mA）現(xiàn)在來(lái)自輸出 電壓和有效乘以系數(shù)

我們還可以看到，自舉電路開(kāi)始提供效率 改善重負(fù)載電流（約260 mA以上）工作時(shí) 由于較高的FET驅(qū)動(dòng)，電池電壓較低。

圖6和圖7顯示了自舉開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓的底部 模式。需要注意的是，自舉僅影響電源電壓 到控制器 IC。它不會(huì)影響電源路徑（電感和輸出二極管）。 因此，我們現(xiàn)在可以直接比較2 V自舉和非自舉開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓（圖6和圖2）以及3 V自舉開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓 以及非自舉開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓（如圖7和圖3所示）。

圖6.開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓，2 V 輸入，自舉。

圖7.開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓，3 V 輸入，自舉。

使用低電池電壓自舉具有明顯的優(yōu)勢(shì)。與一個(gè) 2 V 電池電壓，非自舉開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓峰值為 180 mV 相比之下，自舉電路僅為100 mV，表明導(dǎo)通較低 電阻FET，從而降低損耗。似乎很少，如果有的話， 電池電壓為 3 V 時(shí)自舉電路的改進(jìn)，兩者兼而有之 開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)波形峰值約為80 mV。

你能走多低？

另一個(gè)有用的實(shí)驗(yàn)是觀察電池電壓可以多低 在輸出電壓開(kāi)始失去穩(wěn)壓之前。圖 8 顯示了比較 在自舉模式和非自舉模式之間。

圖8.負(fù)載電流與最小輸入電壓的關(guān)系

在非自舉電路中，我們看到UVLO電路通過(guò)電池激活 電壓低于約1.7 V，如藍(lán)色曲線所示。相比之下，圖4中的自舉電路將使能和V連接起來(lái)。在引腳連接到輸出電壓 （5 V），從而擊敗UVLO，因此允許電路運(yùn)行至A 電壓低得多。但是，電路不能從任何地方產(chǎn)生電力。這 ADP1612具有峰值電流限制;因此，負(fù)載電流越高，越高 電池電壓需要為固定峰值開(kāi)關(guān)提供負(fù)載電流 當(dāng)前。因此，圖8的紅色曲線幾乎隨著負(fù)載電流線性增加 增加。

最小工作電壓由 轉(zhuǎn)換器，約為 90%。從等式

5 V 輸出和 90% 的最大占空比決定了最小電池電量 電壓為 0.5 V，與圖表中顯示的結(jié)果一致。

圖8令人驚訝的是，非自舉電路 可提供比電池電壓高于 2.2 V 的自舉電路更高的負(fù)載電流。這是因?yàn)锳DP1612的靜態(tài)電流更高 在自舉模式下，因?yàn)樗鼜妮敵鲭妷哼\(yùn)行。此外， ADP1612的效率低于100%，因此進(jìn)一步提高了所需的 給定負(fù)載電流下電路的輸入電流。這導(dǎo)致略微 與自舉模式下所需的輸入電壓（約 150 mV）相比更高 使用非引導(dǎo)模式。如前所述，自舉的好處 對(duì)于較高的電池電壓和優(yōu)點(diǎn)，電池電壓并不顯著 更高的柵極驅(qū)動(dòng)帶來(lái)的不足以抵消增加的損耗 通過(guò)自舉電路中增加的靜態(tài)電流。

其他優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

自舉配置也會(huì)對(duì) 電路。現(xiàn)在的 V在ADP1612的引腳由輸出、電池供電 電壓需要比非自舉電路高一肖特基 二極管壓降。肖特基二極管兩端的壓降隨電流變化而變化： 大約 100 mV（電流為 50 μA 時(shí)）至較高電流下的 200 mV 以上。它是 通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，非自舉的啟動(dòng)電壓 電路約為1.75 V（等于UVLO閾值），而上升至約1.95 V 用于自舉電路。

結(jié)論

自舉可以應(yīng)用于任何在啟動(dòng)時(shí)不會(huì)斷開(kāi)電池電壓與輸出的升壓轉(zhuǎn)換器。 輕負(fù)載效率較差的影響可以通過(guò)使用具有以下特征的設(shè)備來(lái)減輕 非常低的靜態(tài)電流。較高的啟動(dòng)電壓通常不是問(wèn)題 因?yàn)殡娐吠ǔ２恍枰陔姵貨](méi)電的情況下啟動(dòng)。

如果電路的負(fù)載電流對(duì)于其大部分工作來(lái)說(shuō)都非常輕，或者 高電池電壓，那么自舉可能不會(huì)給你帶來(lái)任何好處。然而 如果負(fù)載很重，并且電路需要繼續(xù)工作到 電池的最后消亡分鐘，那么引導(dǎo)是值得考慮的。

審核編輯：郭婷