為您的提升帶來更多沖擊：以更低的電池電壓驅動更重的負載

自舉是一種可應用于大多數升壓轉換器的技術 并使轉換器能夠在驅動時低至較低電壓運行 重物。許多便攜式設計需要升壓轉換器來轉換低電平 電池電壓進入更高，但隨著電池電壓衰減， 升壓轉換器FET的驅動減少，有時可以減少 輸出可用的電流。引導克服了這個問題 并購買額外的電池壽命，同時提高重負載下的效率。

這些提升是為工作而設計的

ADP1612是一款低成本、高效率升壓轉換器，工作頻率為 1.3 MHz，非常適合需要物理處理的消費電子電路 小。它具有一個關斷引腳，可將靜態(tài)電流降至2 μA以下 工作在低至 1.8 V 的輸入電壓下，非常適合電池供電的電子設備。然而，隨著電池電壓的下降，其峰值電流 瀑布。如果電池在最后幾個小時需要輕輕處理，這可能是一個好處，但這也可能導致在電池電量不足的情況下駕駛重負載時出現問題 輸入。自舉克服了這個問題，并提供高輸出電流 具有高效率，同時允許電池電壓低至 較低級別。

從 升壓轉換器

圖1顯示了ADP1612的標準評估板。200 mΩ 電流 檢測電阻與電池輸入串聯(lián)以測量輸入 當前。在電池輸入端增加了一個大的電解電容器 平滑電感電流峰值的電路，使平均電池電流 可以高精度地測量檢測電阻兩端。 電池電壓是用數字電壓表測量的，因此， 輸入功率可以通過將電池電壓乘以輸入電流來計算。 阻性負載被添加到輸出端，轉換器的效率 通過將輸出功率除以輸入功率來計算。

圖1.ADP1612的評估套件。

探測開關節(jié)點（SW）告訴我們很多關于DC-DC轉換器的信息 執(zhí)行。當 FET 導通時，電感電流斜坡上升，導致 開關節(jié)點底部電壓斜坡，與FET的導通成正比 電阻。此電壓越低，FET 的導通電阻越低。因此 給定電流下FET中的損耗越低。圖 2 顯示了交換機 節(jié)點，采用非自舉配置，電池電壓為 2 V。底部 的開關節(jié)點電壓顯示約180 mV的峰值。

圖2.開關節(jié)點電壓，2 V 輸入，非自舉。

將電池電壓增加到3 V得到的開關節(jié)點波形如 圖3.在這里，我們注意到由于電池電量較高，占空比已下降 電壓，而且開關節(jié)點的低部分電壓明顯處于 較低電平，峰值約為80 mV。但是，由于FET電流為3 V 電池電壓低于 2 V 電池電壓，很難看到 如果ON電阻確實降低了。

圖3.開關節(jié)點電壓，3 V 輸入，非自舉。

然后將圖1中的電路轉換為自舉配置。 自舉涉及連接 V在ADP1612至輸出端的引腳 電壓。一旦器件啟動，它就會由較高的輸出電壓供電， 因此，在ADP1612不知道 電池電壓水平。修改后的電路如圖4所示。

圖4.引導 V在引腳從輸出電壓。

使能引腳可以連接到電池電壓 V巴特或輸出 電壓。將其連接到電池電壓可置位欠壓鎖定 （UVLO） 如果電池電壓低于大約 1.7 V，則在連接時 輸出電壓允許ADP1612保持開關，即使電池 電壓已經下降到遠低于此的電壓。

圖5顯示了非自舉和自舉的效率結果 電池電壓為 2 V 且輸出電壓測量的配置 的 4.95 V。

圖5.ADP1612采用2 V輸入時的效率，采用非自舉和自舉（b/s）配置。

自舉配置的效率曲線由 圖5中的實線，在輕負載時明顯較低。這主要是因為 器件的靜態(tài)電流（約4 mA）現在來自輸出 電壓和有效乘以系數

我們還可以看到，自舉電路開始提供效率 改善重負載電流（約260 mA以上）工作時 由于較高的FET驅動，電池電壓較低。

圖6和圖7顯示了自舉開關節(jié)點電壓的底部 模式。需要注意的是，自舉僅影響電源電壓 到控制器 IC。它不會影響電源路徑（電感和輸出二極管）。 因此，我們現在可以直接比較2 V自舉和非自舉開關節(jié)點電壓（圖6和圖2）以及3 V自舉開關節(jié)點電壓 以及非自舉開關節(jié)點電壓（如圖7和圖3所示）。

圖6.開關節(jié)點電壓，2 V 輸入，自舉。

圖7.開關節(jié)點電壓，3 V 輸入，自舉。

使用低電池電壓自舉具有明顯的優(yōu)勢。與一個 2 V 電池電壓，非自舉開關節(jié)點電壓峰值為 180 mV 相比之下，自舉電路僅為100 mV，表明導通較低 電阻FET，從而降低損耗。似乎很少，如果有的話， 電池電壓為 3 V 時自舉電路的改進，兩者兼而有之 開關節(jié)點波形峰值約為80 mV。

你能走多低？

另一個有用的實驗是觀察電池電壓可以多低 在輸出電壓開始失去穩(wěn)壓之前。圖 8 顯示了比較 在自舉模式和非自舉模式之間。

圖8.負載電流與最小輸入電壓的關系

在非自舉電路中，我們看到UVLO電路通過電池激活 電壓低于約1.7 V，如藍色曲線所示。相比之下，圖4中的自舉電路將使能和V連接起來。在引腳連接到輸出電壓 （5 V），從而擊敗UVLO，因此允許電路運行至A 電壓低得多。但是，電路不能從任何地方產生電力。這 ADP1612具有峰值電流限制;因此，負載電流越高，越高 電池電壓需要為固定峰值開關提供負載電流 當前。因此，圖8的紅色曲線幾乎隨著負載電流線性增加 增加。

最小工作電壓由 轉換器，約為 90%。從等式

5 V 輸出和 90% 的最大占空比決定了最小電池電量 電壓為 0.5 V，與圖表中顯示的結果一致。

圖8令人驚訝的是，非自舉電路 可提供比電池電壓高于 2.2 V 的自舉電路更高的負載電流。這是因為ADP1612的靜態(tài)電流更高 在自舉模式下，因為它從輸出電壓運行。此外， ADP1612的效率低于100%，因此進一步提高了所需的 給定負載電流下電路的輸入電流。這導致略微 與自舉模式下所需的輸入電壓（約 150 mV）相比更高 使用非引導模式。如前所述，自舉的好處 對于較高的電池電壓和優(yōu)點，電池電壓并不顯著 更高的柵極驅動帶來的不足以抵消增加的損耗 通過自舉電路中增加的靜態(tài)電流。

其他優(yōu)點和缺點

自舉配置也會對 電路?，F在的 V在ADP1612的引腳由輸出、電池供電 電壓需要比非自舉電路高一肖特基 二極管壓降。肖特基二極管兩端的壓降隨電流變化而變化： 大約 100 mV（電流為 50 μA 時）至較高電流下的 200 mV 以上。它是 通過實驗發(fā)現，非自舉的啟動電壓 電路約為1.75 V（等于UVLO閾值），而上升至約1.95 V 用于自舉電路。

結論

自舉可以應用于任何在啟動時不會斷開電池電壓與輸出的升壓轉換器。 輕負載效率較差的影響可以通過使用具有以下特征的設備來減輕 非常低的靜態(tài)電流。較高的啟動電壓通常不是問題 因為電路通常不需要在電池沒電的情況下啟動。

如果電路的負載電流對于其大部分工作來說都非常輕，或者 高電池電壓，那么自舉可能不會給你帶來任何好處。然而 如果負載很重，并且電路需要繼續(xù)工作到 電池的最后消亡分鐘，那么引導是值得考慮的。

審核編輯：郭婷