啟動電路由微處理器(μP)監控電路MAX809L和電荷泵電路組成,用于監視升壓轉換器輸出電壓。高效率升壓控制器MAX608用于升壓輸出電壓,由監控電路MAX809L控制的電荷泵電路用于在輸出電壓達到其調節電平時連接滿負載。
圖1所示升壓轉換器采用2節或3節電池供電,可從其穩定的5V輸出提供高達500mA的電流。然而,在啟動或掉電條件下,輸出和負載保持斷開狀態,直到輸出達到穩壓。
圖1.為確保滿載啟動,該穩壓升壓轉換器中的額外電路會斷開負載,直到輸出電壓達到穩壓。
IC1的V+端子(引腳2)為芯片提供電源和反饋。這種“自舉”操作(芯片由其自身輸出供電)允許從低至+1.8V的輸入電壓啟動,除非重負載完全阻止啟動。
正常工作需要足夠的柵極驅動電壓,以在開關MOSFET中提供低導通電阻,但在啟動時,該驅動僅限于電池電壓。由此產生的 MOSFET 中的高導通電阻可防止轉換器輸出上升到其指定水平。另一方面,僅在V之后連接輸出和負載外在容差范圍內,允許 MOSFET 以最小的導通電阻完全導通。
IC2 的 N 溝道 MOSFET 在“完全導通”狀態下的額定導通電阻為 3.5A、12V 和 0.05Ω。器件#2(左側)是開關晶體管,器件#1是高邊負載開關。負載開關的柵極驅動來自電荷泵(C4和雙二極管D2),該電荷泵由L1底部的開關節點驅動。啟動時,μP監控器(IC3)發出復位(引腳2的低輸出),阻止C4充電。
然而,當IC3的引腳3升至4.65V以上時,引腳2變為高電平,使C4能夠在每次開關節點變為低電平時通過右側二極管充電。每次返回高電平時,C4 電壓都會增加輸出電壓,從而將 MOSFET 柵極 (G1) 提升至約 9.5V。該電平由柵源電容上的電荷維持。因此,在啟動時,電荷泵輸出斜坡上升至約4.5V,然后在IC3的RESET輸出變為高電平時跳至9.5V。只有這樣,高邊開關才會打開并連接負載。
如果IC3的240ms上電延遲過長,可以用另一個μP監控器(MAX821)代替IC3,選擇最大1ms、40ms或200ms的延遲。該升壓轉換器電路具有脈沖頻率調制(PFM),因此需要大約5μA的最小負載,以確保轉換器(以及電荷泵)偶爾繼續開關。實際上,這個最小負載是由肖特基整流器(D1)中的反向漏電提供的,但如果D1被低漏電非肖特基整流器取代(或者如果你只想保證負載),請將R3的值降低到1MΩ。
所示電路提供高于80%的效率,同時提供250mA(2.0V輸入)或500mA(2.7V輸入)。哈里斯 MOSFET 具有 V 形總(千)最大 2.0V,但用較低 V 替換開關總(千)(如Temic Si6946DQ)可以修改電路,從低至1.8V的電池電壓開始。
審核編輯:郭婷
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