《電子技術應用》
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步进升压DC/DC开关转换器实现高电压电源
摘要: 带有片上FET功率开关的廉价升压稳压器很适合用于低压升压转换器SEPIC(单端初级电感转换器),以及反激式转换器。对于较高的电压,设计者一般会采用一种成本更高的方案,包括一个外接FET的控制器,或一个高压升压稳压器。
Abstract:
Key words :

帶有片上FET功率開關的廉價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,設計者一般會采用一種成本更高的方案,包括一個外接FET的控制器,或一個高壓升壓穩壓器。

還有一種簡潔而便宜的方案(圖1)。此電路使用了一只ADP1613步進升壓DC/DC開關轉換器,獲得一個48V、100mA電源,滿載效率為86%(圖2)。該IC包含了一個片上功率開關,在20V時的峰值輸出電流為2A。齊納二極管作為一只并聯調節器,為IC提供一個5V電源,并將外接FET的柵極偏置在相同電壓下。IC內部的FET與一個高壓FET串聯,接成級聯方式。現在,IC是以共柵極模式驅動外接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開關驅動外部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)結點驅動至地,而高壓FET的柵極保持恒定,導通高壓FET。較低的FET用作一個低電阻柵極驅動器,而FET快速導通,獲得了低導通損耗。當內部FET關斷時,電感電流拉高SW結點,直到外接F E T 也關斷。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FET結構獲得了快速的轉換和低損耗。這種結構亦能實現更高電壓的運行。
關斷的轉換較慢,因為它與電感中的峰值電流成正比,但采用一個正確大小的FET時,一般就有了獲得快速轉換和低損耗的驅動電流,即使是低負載。整個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。

 

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