為便攜式應(yīng)用選擇合適的升壓/降壓穩(wěn)壓器

將降壓-升壓轉(zhuǎn)換器（或升壓/降壓轉(zhuǎn)換器）架構(gòu)與旁路-升壓架構(gòu)進行比較表明，原則上，降壓-升壓解決方案具有更高的效率。MAX77801降壓-升壓方案與競爭產(chǎn)品的旁路-升壓架構(gòu)的實際比較表明，在工作時，效率高達17%。因此，降壓-升壓IC是功耗吝嗇的便攜式應(yīng)用的理想解決方案。

介紹

便攜式設(shè)備的流行電源是單個 鋰離子電池，充滿電時為4.2V，結(jié)束時為2.8V 放電。但是，便攜式電子產(chǎn)品中的某些功能， 如SIM卡和DSP，需要2.8V和3.3V。 這些通常由低噪聲LDO提供。LDO 輸入 （V抄送） 的電壓必須略高于最高電壓 LDO輸出。因此，V抄送最終就在中間 鋰離子電池的工作范圍。使用升壓/降壓穩(wěn)壓器，能夠從 可以高于或低于輸出，成為必要。圖 1 顯示了電池電壓 （V.BAT） 作為典型便攜式設(shè)計的電源。圖 1 顯示了電池電壓 （V.BAT） 作為典型便攜式設(shè)計的電源。

圖1.LDO 輸入電壓由升壓/降壓轉(zhuǎn)換器設(shè)置。

在便攜式應(yīng)用中，穩(wěn)壓器效率 最重要的是，因為更高的效率轉(zhuǎn)化為 更長的無繩操作。在這個設(shè)計解決方案中，我們將 查看可用選項，比較其性能，以及 確定最有效的解決方案。

旁路-升壓

解決問題的一種方法是使用旁路-升壓 轉(zhuǎn)換器，即具有額外“通過”的升壓轉(zhuǎn)換器 晶體管集成在電源之間，V.BAT，以及 LDO 輸入，V抄送.圖2顯示了旁路-升壓動力傳動系架構(gòu)及其操作表。這里的旁路晶體管 T3 完成了“窮人”的降壓操作。

圖2.旁路-升壓動力傳動系和操作臺。

這種架構(gòu)只能調(diào)節(jié)V.BAT電壓低于 集合五抄送= 3.4V。對于 V.BAT>3.4V時，升壓轉(zhuǎn)換器停止 調(diào)節(jié)和調(diào)整管導(dǎo)通，直接連接 V.BAT到 V抄送.圖3顯示了隨時間推移的電池放電曲線和旁路升壓架構(gòu)的LDO輸入電壓。

圖3.具有旁路-升壓功能的 LDO 輸入電壓曲線。

在大多數(shù)情況下（V.BAT> 3.4V）調(diào)整管 在旁路-升壓架構(gòu)中，字面意思是“推卸責(zé)任” 下游的LDO。《地方勞工條例》承擔(dān)規(guī)管的責(zé)任 高V.BAT值下至其輸出設(shè)定值。從此 調(diào)節(jié)是線性的，結(jié)果是內(nèi)部的高功率耗散 LDO。這導(dǎo)致更大的能源消耗，也 需要能夠耗散的電路板設(shè)計和IC選擇 這種能量。

降壓-升壓

與旁路-升壓架構(gòu)相比，降壓-升壓 該電路中使用的轉(zhuǎn)換器永遠(yuǎn)不會停止調(diào)節(jié)其 輸出至 3.4V。此外，調(diào)節(jié)完全切換 模式，提供高效運行。圖 4 顯示 降壓-升壓動力傳動系架構(gòu)及其操作臺。

圖4.降壓-升壓動力傳動系和操作臺。

對于 V.BAT> V抄送，IC在降壓（降壓）模式下進行調(diào)節(jié)，而對于V.BAT< V抄送它可以無縫過渡到升壓（升壓）操作。整個電池電壓范圍以開關(guān)模式、高效率的方式覆蓋。圖 5 顯示了 電池配置文件隨時間放電和LDO輸入電壓 用于降壓-升壓架構(gòu)。

圖5.降壓-升壓動力傳動系和操作臺。

圖 6 疊加了兩種操作模式并突出顯示了 降壓-升壓在方面具有明顯優(yōu)勢的部分 的功耗。陰影三角形代表權(quán)力 在旁路-升壓操作的線性調(diào)節(jié)中丟失。

圖6.LDO輸入電壓曲線與降壓-升壓與旁路-升壓。

個案研究

在本案例研究中，我們比較了系統(tǒng)效率（從 V.BAT到 V外） 的 MAX77801 降壓-升壓 IC 至 競爭對手的旁路升壓IC。每個穩(wěn)壓器為一個負(fù)載為 500mA 的 3.3V LDO 供電。

圖7.效率測試設(shè)置。

圖 8 顯示了比較的結(jié)果。實線表示 效率和虛線表示電池電流消耗 對于每個解決方案。不出所料，兩者的效率 當(dāng) V.BAT低于或靠近 LDO 輸出電壓。超出此范圍，并且在整個時間 V.BAT高于LDO輸出電壓，降壓-升壓的效率 （90%以上）遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于旁路-升壓 （充滿電時低至 75%）。這種卓越的性能是 由于降壓-升壓 IC 能夠為 LDO 在整個工作范圍內(nèi)處于開關(guān)模式。

圖8.降壓-升壓與旁路-升壓效率比較。

結(jié)論

降壓-升壓架構(gòu)與旁路-升壓架構(gòu)的比較 架構(gòu)表明，原則上，降壓-升壓 以卓越的效率運行。實際比較 MAX77801降壓-升壓方案與競爭產(chǎn)品方案的比較 旁路-升壓架構(gòu)表明，在操作中，存在 Maxim器件效率高達17%。因此 降壓-升壓 IC 是功耗吝嗇的便攜式應(yīng)用的理想解決方案。

審核編輯：郭婷