立錡科技低壓同步升壓轉(zhuǎn)換器RT4803B介紹

電子知識(shí)，應(yīng)用筆記

立锜科技推出了一款專為鋰電池應(yīng)用設(shè)計(jì)的低壓同步升壓轉(zhuǎn)換器RT4803B，并帶有內(nèi)建旁路開關(guān) (BYP_FET)，以提升系統(tǒng)效率和靈活性，確保穩(wěn)定運(yùn)行。在升壓模式下，RT4803B可支持高達(dá)3A的輸出電流。其截止電流小於1μA，延長了電池待機(jī)時(shí)間，適合長時(shí)間待機(jī)應(yīng)用。

此轉(zhuǎn)換器最大特色可支持1.2V IO的I2C通訊界面，以因應(yīng)未來先進(jìn)制程低電壓數(shù)字設(shè)備整合。提供高性能、低功耗的解決方案，適合應(yīng)用于鋰電池產(chǎn)品內(nèi)的 2G PA、Wi-Fi 模組、音頻放大器等電源。

1 產(chǎn)品架構(gòu)：旁路開關(guān)架構(gòu)優(yōu)點(diǎn)

RT4803B因具備旁路開關(guān)架構(gòu)，相較于普通升壓轉(zhuǎn)換器，具備以下三大優(yōu)勢：

1.1 減少導(dǎo)通損耗

普通升壓轉(zhuǎn)換器在 Bypass Mode 下運(yùn)行時(shí)，電流從輸入端流向輸出端，會(huì)經(jīng)過電感和上橋開關(guān) (HS_FET)，導(dǎo)致較大的導(dǎo)通損耗(如圖1所示)。而RT4803B僅需經(jīng)過旁路開關(guān) (BYP_FET) 便可到達(dá)輸出端(如圖2所示)，減少了電感 DCR 的損耗，從而降低整體導(dǎo)通損耗。

圖1. 一般升壓轉(zhuǎn)換器圖2.RT4803B架構(gòu)

1.2 提高目標(biāo)電壓精度

減少電感 DCR 產(chǎn)生的壓降，同時(shí)降低 Bypass Mode 運(yùn)行時(shí)的整體壓降，避免輸出電壓低于目標(biāo)值。

以下為在 Bypass Mode 下運(yùn)行時(shí)，有無旁路開關(guān) (BYP_FET) 的輸出電壓比較。假設(shè) HS_FET = 60mΩ，BYP_FET = 40mΩ，LDCR = 20mΩ，理論計(jì)算的輸出電壓結(jié)果如圖3所示。實(shí)線部分表示具備旁路開關(guān)的情況，可以觀察到在負(fù)載變化時(shí)，實(shí)線的電壓波動(dòng)比虛線更小，證明了具備旁路開關(guān)的電壓調(diào)節(jié)能力更優(yōu)。

圖3. 輸出電壓比較圖

1.3 效率接近100%

通過增加旁路開關(guān)，效率可由原本的97%至98%提升至接近100%，減少能量損耗，從而降低熱量產(chǎn)生。

圖4顯示了效率計(jì)算值的對(duì)比，實(shí)線表示具備旁路開關(guān)的效率，虛線表示不具備旁路開關(guān)的效率。結(jié)果表明，具備旁路開關(guān)架構(gòu)的轉(zhuǎn)換器效率明顯高于不具備旁路開關(guān)的架構(gòu)。

圖4. 效率比較圖

2 產(chǎn)品特性

RT4803B的操作電壓范圍為1.8V至5V，輸出電壓范圍為2.85V至4.4V。在輸出電壓部分，提供32個(gè)可選的輸出電壓級(jí)別，并通過I2C通訊界面來做選擇，讓使用者更有彈性地去使用。

RT4803B的產(chǎn)品包裝為WL-CSP-16B 1.67x1.67 (BSC)，非常適合應(yīng)用在小型化產(chǎn)品，以下為RT4803B實(shí)測數(shù)據(jù)，包括效率圖，以及在不同輸出電流和輸入電壓下的輸出電壓變化。

圖5. 效率圖

圖6. 輸出電壓變化 vs. 輸出電流

圖7. 輸出電壓變化 vs. 輸入電壓

3 應(yīng)用范例

具有高容量低操作電壓特性的硅負(fù)極電池 (Si-Anode Battery) 在手機(jī)應(yīng)用上越來越普及，由于鋰電池的操作電壓降低，為了讓系統(tǒng)能夠正常工作，電池后級(jí)、系統(tǒng)前級(jí)，需要一個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器來供電，而RT4803B的操作電壓范圍為1.8V至5V，非常適合使用在硅負(fù)極電池產(chǎn)品的應(yīng)用。

在某些應(yīng)用對(duì)于Boost輸出電壓精準(zhǔn)度不是非常要求，只要求電壓高于最低操作電壓(如2G PA)，在這類應(yīng)用中，擁有旁路MOSFET的RT4803B就具有最大效率的優(yōu)勢，只有旁路開關(guān) (BYP_FET) 的導(dǎo)通損耗，沒有電感DCR的損耗，使得操作在Bypass Mode下的效率接近100%，顯著地提高電池的利用率。另外，RT4803B擁有多樣化的保護(hù)機(jī)制，確保在各種操作條件下提供穩(wěn)定且高效的電源管理，是移動(dòng)裝置和穿戴型裝置電源管理的理想選擇。

圖8. 移動(dòng)裝置的電源應(yīng)用范例

注：以上應(yīng)用系統(tǒng)圖僅供參考，實(shí)際產(chǎn)品需應(yīng)依據(jù)您的應(yīng)用需求進(jìn)行評(píng)估和調(diào)整。如需協(xié)助，請(qǐng)聯(lián)系我們的區(qū)域辦公室。