用升壓型ic實現(xiàn)降升壓dcdc轉(zhuǎn)換器

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1、用升壓型IC實現(xiàn)降升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器作者：RichTekTechnologyCorp.摘要???開關(guān)式穩(wěn)壓器在可攜電子產(chǎn)品中的應(yīng)用愈來愈普遍。開關(guān)式穩(wěn)壓器具有效率高、體積小、重量輕的優(yōu)點，這不是傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓器可以相比的。如果在一項應(yīng)用中，轉(zhuǎn)換器的輸出電壓低於電池額定電壓，那麼可以使用降壓型轉(zhuǎn)換器。然而，當(dāng)電池持續(xù)放電，電池的輸出電壓會不斷下降。為了盡量利用電池中所儲存的能量以延長使用時間，希望在電池輸出電壓低於轉(zhuǎn)換器輸出電壓時，還可以繼續(xù)使用電池。為此，需要具有降升壓功能的DC/DC轉(zhuǎn)換器。本文介紹兩種使用升壓型

2、IC實現(xiàn)的降升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器，并比較它們的優(yōu)缺點。SEPIC降升壓轉(zhuǎn)換器???SEPIC轉(zhuǎn)換器（SingleEndedPrimaryInductorConverter）是少數(shù)單級電路中可降升壓、而且輸出電壓的極性與輸入電壓相同的電路之一。如圖1(a)所示，組成功率級電路的元件僅有一只功率開關(guān)、一只功率二極管、兩只電感器以及三個電容器。元件數(shù)目雖少卻必須謹慎挑選才能設(shè)計出高效率的轉(zhuǎn)換器。????????????????????????????????????(a)SEPIC電路圖??????????????????

3、?????????????????(b)RT9262方塊圖??????????????????????????????????圖1SEPIC電路基本原理???SEPIC電路的基本原理如下：穩(wěn)態(tài)時電容C1上的電壓等於輸入電壓Vin，當(dāng)開關(guān)S1導(dǎo)通，輸入電壓Vin與電容器上的電壓VC1分別對電感器L1、L2充電；當(dāng)S1斷路，兩電感器上所儲存的能量經(jīng)由二極管D1輸出至負載；假設(shè)不計D1所造成的電壓降，則由電感的伏-秒(Volt-second)平衡方程式可求得輸出電壓與輸入電壓比為??????????????????????

4、????????????????????????????????????????????(1)???其中d是在一個周期中開關(guān)S1為導(dǎo)通的占空比。由(1)可看出只要調(diào)整開關(guān)S1的導(dǎo)通占空比即可達成降升壓的目的。圖2是理想的電壓電流波形。?????????????????????????????圖2理想電壓電流波形設(shè)計實例???現(xiàn)在要設(shè)計一個使用鋰離子電池的SEPIC轉(zhuǎn)換器，輸出電壓欲維持在3.3V。由於電池充滿時的電壓為4.2V，希望利用到電池電壓下降至2.8V，而且電池在充電時電路仍須正常工作，充電器輸出電壓為5.5

5、V，表1為電路輸出入技術(shù)指標：????????????????表1輸入電壓輸出電壓最大輸出電流2.8V~5.5V3.3V600mA???如圖1(a)，電路控制IC選用立科技(Richtek)出品之RT9262。RT9262本是設(shè)計作為高效率之升壓型直流/直流轉(zhuǎn)換器，內(nèi)含電流模式(Currentmode)的控制電路與一功率開關(guān)。開關(guān)切換頻率達500kHz以上使外加電感器及電容器體積縮小。其控制電路有斜率補償(Slopecompensation)的功能且開關(guān)耐流可達2A并具限流保護，而SEPIC電路的電感與開關(guān)的串接方式

6、與升壓型電路相同，因此RT9262非常適合作為SEPIC電路的控制IC。IC方塊圖如圖一(b)。底下將逐一介紹主要元件的選用規(guī)則：???S1：開關(guān)斷路時所承受的最大電壓為9.2V(Vin,max+VD1ON+Vo=5.5V+0.4V+3.3V=9.2V)，開關(guān)導(dǎo)通時所流過最大電流約為1A(假設(shè)電路效率為70%，IS1,max=3.3V*600mA/0.7/2.8V=1A)，閘極導(dǎo)通控制電壓必須小於最低輸入電壓2.8V，且為了降低導(dǎo)通損失(Conductionloss)，導(dǎo)通電阻愈小愈好，Philips的BSH105的

7、規(guī)格為(VDS=20V，ID=1.05A，RDSON<250mohm@VGS=2.5V)符合要求。???D1：二極管斷路時所承受的最大電壓為8.8V(VC1,max+Vo=5.5V+3.3V=8.8V)，二極管導(dǎo)通時所流過最大電流為600mA，又二極管導(dǎo)通電壓的愈小損失愈少，因此選擇使用能高速切換且導(dǎo)通電壓低的蕭特基二極管(Schottkydiode)1N5817。???L1、L2：由於此兩只電感器上的電壓波形相同，因此可將它們繞在同一顆鐵心上以節(jié)省空間，鐵心材質(zhì)為陶鐵體(Ferrite)，具有低鐵心損失，電感值大可

8、使其上的電流波形較平緩，損失較小但體積也增加，4.7u為一合理的選擇。???C1：電容器C1必須維持固定電壓以將輸入、輸出電壓隔離，又其上有較大的交流電流，因此須選擇等效串聯(lián)電阻(ESR)值低的電解質(zhì)電容器以減少損失。???實驗結(jié)果如圖3所示，可發(fā)現(xiàn)當(dāng)負載電流為300mA時電路效率約70%，但是當(dāng)負載電流上升到600mA，輸入電壓小於3.5V時