用于通信的高压升压和反相转换器

作者：Jesus Rosales

电子通信领域正在迅速扩展到日常生活的方方面面。数据的检测、传输和接收需要各种各样的器件，例如光学传感器、RF MEMS、PIN二极管、APD、激光二极管和高压DAC等。在许多情况下，这些器件需要数百伏才能工作，因此需要满足严格的效率、空间和成本要求的DC-DC转换器。

ADI公司的LT8365是一款多功能单芯片升压转换器，集成了150 V、1.5 A开关，非常适合通信领域的高压应用，包括便携式设备。从低至 2.8 V 和高至 60 V 的输入可轻松产生高压输出。它具有可选的扩频频率调制功能，有助于降低EMI，以及数据手册中详述的许多其他常用功能。

图1和图2所示的转换器用于从12 V输入源为高压DAC、MEMS、RF开关和高压运算放大器提供正负电压轨。这些转换器在非连续导通模式（DCM）下工作，可提供高达10 mA的电流，输出电压为+250 V和–250 V，转换效率约为80%。

图1.12 V 输入至 250 V 输出 2 级升压转换器。


图2.12 V输入至–250 V输出2级反相转换器。

升压比 > 1：40

升压转换器中DCM操作的一个好处是能够实现与占空比无关的高升压比。此外，电感和输出电容的值和物理尺寸可以减小，从而减小PCB上的整体尺寸解决方案。图3中的电路可轻松安装在小于1 cm的区域内2.

在某些情况下，只有一个非常低的输入源可用，并且需要高输出电压。图3所示的转换器可用于驱动各种雪崩光电二极管、PIN二极管和其他需要高偏置电压的器件。该升压转换器从3 V输入源产生125 V电压，负载电流高达3 mA。

图3.3 V输入至125 V输出升压转换器。

图4所示转换器从3 V输入源将125 V输出扩展至250 V，支持约1.5 mA电流。通信领域有许多器件需要来自低输入电压源的如此高的偏置电压。

图4.3 V 输入至 250 V 输出 2 级升压转换器。

你能走多高或多低？

对于需要非常高电压（无论是正电压还是负电压）的情况，升压转换器可以使用乘法器级将输出升压 2×、3× 或更高。图1和图2中的转换器显示了如何在正负两个方向上使开关电压加倍。图5所示的3级升压转换器采用12 V输入源提供375 V/8 mA电压。

请注意，可用输出电流必须随着输出电压的增加而降低，因为开关能力不会改变。例如，设计为提供20 mA电流的单级转换器在增加第二级时将提供约10 mA电流。添加其他级时，请始终确保峰值开关电流保持在保证的开关电流限值内。

图5.12 V 输入至 375 V 输出 3 级升压转换器。

简化输出电压检测

LT8365 提供了一个用于检测输出电压的单 FBX 引脚。连接到FBX引脚的简单电阻分压器检测输出电压，与输出极性无关，如本文介绍的所有原理图所示。

结论

LT8365支持需要从低至2.8 V的输入电压进行紧凑、高效、高输出电压升压转换的应用，这在通信领域很常见。它还可以用作反相转换器和流行的拓扑结构，如CUK和SEPIC转换器。LT8365 采用小型、耐热性能增强型 16 引脚 MSOP 封装。