步進(jìn)升壓DC/DC開(kāi)關(guān)轉換器實(shí)現高電壓電源

帶有片上FET功率開(kāi)關(guān)的廉價(jià)升壓穩壓器很適合用于低壓升壓轉換器SEPIC(單端初級電感轉換器)，以及反激式轉換器。對于較高的電壓，設計者一般會(huì )采用一種成本更高的方案，包括一個(gè)外接FET的控制器，或一個(gè)高壓升壓穩壓器。

還有一種簡(jiǎn)潔而便宜的方案(圖1)。此電路使用了一只ADP1613步進(jìn)升壓DC/DC開(kāi)關(guān)轉換器，獲得一個(gè)48V、100mA電源，滿(mǎn)載效率為86%(圖2)。該IC包含了一個(gè)片上功率開(kāi)關(guān)，在20V時(shí)的峰值輸出電流為2A。齊納二極管作為一只并聯(lián)調節器，為IC提供一個(gè)5V電源，并將外接FET的柵極偏置在相同電壓下。IC內部的FET與一個(gè)高壓FET串聯(lián)，接成級聯(lián)方式?，F在，IC是以共柵極模式驅動(dòng)外接FET，切換的是外接FET源極的電壓，而不是柵極。

圖1，本電路設計采用ADIsimPower，用IC內部FET開(kāi)關(guān)驅動(dòng)外部FET的源極。

圖2，IC框圖顯示了其升壓轉換器架構。

然后，內部FET導通，V X(圖3)結點(diǎn)驅動(dòng)至地，而高壓FET的柵極保持恒定，導通高壓FET。較低的FET用作一個(gè)低電阻柵極驅動(dòng)器，而FET快速導通，獲得了低導通損耗。當內部FET關(guān)斷時(shí)，電感電流拉高SW結點(diǎn)，直到外接F E T 也關(guān)斷。內部FET可看到的最高電壓是柵極電壓減外接FET的閾值電壓。

圖3，級聯(lián)FET結構獲得了快速的轉換和低損耗。這種結構亦能實(shí)現更高電壓的運行。

關(guān)斷的轉換較慢，因為它與電感中的峰值電流成正比，但采用一個(gè)正確大小的FET時(shí)，一般就有了獲得快速轉換和低損耗的驅動(dòng)電流，即使是低負載。整個(gè)B OM成本不到2 美元(千片)。

用ADIsimPower設計工具可以設計和仿真此電路。該工具可以設計出升壓、SEPIC以及SEPIC-Cuk轉換器，允許輸入電壓范圍為1.8V~90V，輸出電壓為1.2V~90V。圖4顯示ADIsimPower工具與測量結果之間有很好的一致性。

圖4，測量結果與ADIsimPower結果之間吻合良好。