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开关模式转换器在满负载连接时启动

关键词:开关模式转换器 负载连接

时间:2023-01-17 10:43:30      来源:ADI

启动电路由微处理器(μP)监控电路MAX809L和电荷泵电路组成,用于监视升压转换器输出电压。高效率升压控制器MAX608用于升压输出电压,由监控电路MAX809L控制的电荷泵电路用于在输出电压达到其调节电平时连接满负载。

启动电路由微处理器(μP)监控电路MAX809L和电荷泵电路组成,用于监视升压转换器输出电压。高效率升压控制器MAX608用于升压输出电压,由监控电路MAX809L控制的电荷泵电路用于在输出电压达到其调节电平时连接满负载。

图1所示升压转换器采用2节或3节电池供电,可从其稳定的5V输出提供高达500mA的电流。然而,在启动或掉电条件下,输出和负载保持断开状态,直到输出达到稳压。


图1.为确保满载启动,该稳压升压转换器中的额外电路会断开负载,直到输出电压达到稳压。

IC1的V+端子(引脚2)为芯片提供电源和反馈。这种“自举”操作(芯片由其自身输出供电)允许从低至+1.8V的输入电压启动,除非重负载完全阻止启动。

正常工作需要足够的栅极驱动电压,以在开关MOSFET中提供低导通电阻,但在启动时,该驱动仅限于电池电压。由此产生的 MOSFET 中的高导通电阻可防止转换器输出上升到其指定水平。另一方面,仅在V之后连接输出和负载外在容差范围内,允许 MOSFET 以最小的导通电阻完全导通。

IC2 的 N 沟道 MOSFET 在“完全导通”状态下的额定导通电阻为 3.5A、12V 和 0.05Ω。器件#2(左侧)是开关晶体管,器件#1是高边负载开关。负载开关的栅极驱动来自电荷泵(C4和双二极管D2),该电荷泵由L1底部的开关节点驱动。启动时,μP监控器(IC3)发出复位(引脚2的低输出),阻止C4充电。

然而,当IC3的引脚3升至4.65V以上时,引脚2变为高电平,使C4能够在每次开关节点变为低电平时通过右侧二极管充电。每次返回高电平时,C4 电压都会增加输出电压,从而将 MOSFET 栅极 (G1) 提升至约 9.5V。该电平由栅源电容上的电荷维持。因此,在启动时,电荷泵输出斜坡上升至约4.5V,然后在IC3的RESET输出变为高电平时跳至9.5V。只有这样,高边开关才会打开并连接负载。

如果IC3的240ms上电延迟过长,可以用另一个μP监控器(MAX821)代替IC3,选择最大1ms、40ms或200ms的延迟。该升压转换器电路具有脉冲频率调制(PFM),因此需要大约5μA的最小负载,以确保转换器(以及电荷泵)偶尔继续开关。实际上,这个最小负载是由肖特基整流器(D1)中的反向漏电提供的,但如果D1被低漏电非肖特基整流器取代(或者如果你只想保证负载),请将R3的值降低到1MΩ。

所示电路提供高于80%的效率,同时提供250mA(2.0V输入)或500mA(2.7V输入)。哈里斯 MOSFET 具有 V 形总(千)最大 2.0V,但用较低 V 替换开关总(千)(如Temic Si6946DQ)可以修改电路,从低至1.8V的电池电压开始。

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