【導讀】自(zi)舉(ju)這(zhe)項(xiang)技(ji)術(shu)適(shi)用(yong)於(yu)大(da)部(bu)分(fen)升(sheng)壓(ya)轉(zhuan)換(huan)器(qi)，可(ke)以(yi)在(zai)轉(zhuan)換(huan)器(qi)的(de)電(dian)壓(ya)降(jiang)低(di)時(shi)保(bao)持(chi)驅(qu)動(dong)重(zhong)負(fu)載(zai)。許(xu)多(duo)便(bian)攜(xie)式(shi)設(she)計(ji)要(yao)求(qiu)升(sheng)壓(ya)轉(zhuan)換(huan)器(qi)將(jiang)低(di)電(dian)池(chi)電(dian)壓(ya)轉(zhuan)換(huan)為(wei)更(geng)高(gao)電(dian)壓(ya)，但(dan)是(shi)，隨(sui)著(zhe)電(dian)池(chi)電(dian)壓(ya)逐(zhu)漸(jian)衰(shuai)減(jian)，對(dui)升(sheng)壓(ya)轉(zhuan)換(huan)器(qi)FETdequdonglihuijiangdi
，youshihouhuijiangdichuanshudaoshuchudedianliu。zijujishukefulezheyiwenti，budanyanchangledianchishiyongshouming，haizengqianglezaiqudongzhongfuzaishidexiaolv。

這些升壓轉換器專為提高效用而設計

ADP1612 是一款低成本高效率升壓轉換器，采用1.3 MHz，非常適合必須保持尺寸小巧的消費電子電路。其中內置關斷引腳
，可以將靜態電流降低至低於2 μA
，並以低至1.8 Vdeshurudianyayunxing，yincifeichangshihedianchigongdiandedianziqijian。danshi，suizhedianchidianyajiangdi
，qifengzhidianliuyehuixiajiang。ruguozaidianchishiyongdezuihoujixiaoshinei，xuyaoping huanchuli，zheshiyoulide，danshi，zaiyididianchishurudianyaqudongzhongfuzaishi
，zhehuidaozhichuxianwenti。zijujishukefulezhegewenti，zaitigonggaoshuchudianliuhegaoxiaolvdetongshi

，yunxudianchidianyajiangdizhigengdideshuiping。

通過升壓轉換器延長電池壽命

圖1顯示了ADP1612的標準評估套件。其中增加了一個200 mΩdianliujiancedianzu，yudianchishuruchuanlian
，yongyuceliangshurudianliu。zaidianchishurudianluzhongzengjialeyigedaxingdianjiedianrong，yongyupinghuadianganqidedianliufengzhi，yibiannenggougaoduzhunquediceliangjiancedianzushangdepingjundianchidianliu。dianchidianyayoushuzidianyabiaojinxingceliang，yinci
，keyiyongdianchidianyachengyishurudianliulaijisuanshurugonglv。zaishuchuduanzengjiazuxingfuzai，yongshuchugonglvchuyishurugonglv
，jisuandechuzhuanhuanqidexiaolv。

圖1. ADP1612的評估套件。

通過探測開關節點(SW)，可以深入了解DC-DC轉換器是如何工作的。在FET接通時，電感電流升高，導致開關節點的底部電壓升高
，幅度與FET的導通電阻成正比。此電壓越低，FET的導通電阻越低。因此，在給定電流下，FET中的損耗也越低。圖2顯示了采用非自舉配置的開關節點，電池電壓為2 V。開關節點的底部電壓峰值約為180 mV。

圖2. 開關節點電壓
，2 V輸入，非自舉。

將電池電壓增大到3 V
，可以得出圖3所示的開關節點波形。我們注意到，隨著電池電壓升高
，占空比走低，此外，開關節點下半部的電壓明顯更低，峰值為約80 mV。但是

，由於3 V電池電壓的FET電流低於2 V電池電壓，所以很難看出導通電阻是否確實降低。

圖3. 開關節點電壓，3 V輸入，非自舉。

之後
，將圖1所示的電路轉換為自舉配置。自舉涉及到將ADP1612的VIN引腳連接至輸出電壓。該部分啟動後，由更高的輸出電壓供電，因此會產生更強的驅動力來驅動FET，但ADP1612並不知道電池的電壓水平。經過修改的電路如圖4所示。

圖4. 從輸出電壓自舉VIN引腳。

使能引腳可以連接至電池電壓VBATT
，或連接至輸出電壓。如果電池電壓降至低於約1.7 V，將其連接至電池電壓會置位欠壓保護(UVLO)，但是，在將其連接至輸出電壓時
，即使電池電壓降到遠低於此電壓的水平
，ADP1612也可以繼續進行開關。

圖5顯示在電池電壓為2 V，測量輸出電壓為4.95 V時，非自舉和自舉配置的效率結果。

圖5. 輸入電壓為2 V時
，ADP1612在非自舉配置和自舉(b/s)配置下的效率。

在圖5中，自舉配置的效率曲線用實線表示，在輕負載時明顯較低。這主要是因為，器件的靜態電流（約4 mA）現在來自於輸出電壓，實際上乘以了因數

我們還可以看出，在電池電壓降低時，因為FET驅動力更高
，所以自舉電路的重負載電流（高於約260 mA）的效率開始改善。

圖6和圖7顯示在自舉模式下，開關節點底部的電壓。需要注意的是，自舉電路隻影響控製器IC的電源電壓
，不會影響功率路徑（電感器和輸出二極管）。所以，現在我們可以直接比較2 V自舉和非自舉開關節點電壓（圖6和圖2）
，以及3 V自舉和非自舉開關節點電壓（圖7和圖3）。

圖6. 開關節點電壓，2 V輸入，自舉。

圖7. 開關節點電壓
，3 V輸入
，自舉。

在低電池電壓下，自舉電路具有明顯的優勢。在2 V電池電壓下，非自舉開關節點電壓的峰值為180 mV，自舉電路的峰值僅為100 mV，表示導通電阻FET更低
，導致的損耗也更低。在3 V電池電壓下，自舉電路似乎改善甚微乃至無改善，兩個開關節點波形的峰值均為約80 mV。

最低可降至多低？

另一個有用實驗是，在輸出電壓開始喪失穩壓性之前，查看電池電壓可降低至多低。圖8顯示自舉和非自舉模式之間的比較。

圖8. 負載電流與最小輸入電壓。

在非自舉電路中，我們可以看到，在電池電壓低於約1.7 V（如藍色曲線所示）時，UVLO電路激活。與之相反，圖4中所示的自舉電路的使能和VIN引腳均連接至輸出電壓(5 V)，所以，UVLO電路不會激活，允許電路以更低電壓運行。但是，該電路無法憑空產生功率。ADP1612提供峰值限流功能；所以，負載電流越高，所需的電池電壓也越高，才能達到固定峰值開關電流所需的負載電流。也因此，圖8中的紅色曲線會在負載電流升高時，幾乎成線性增長。

最低工作電壓由轉換器的最大占空比（約為90%）決定。根據公式

5 V輸出電壓和90%最大占空比表示最小電池電壓為0.5 V，這與圖表中所示的結果一致。

令人驚訝的是，在圖8中
，當電池電壓高於2.2 V時，非自舉電路可以提供比自舉電路更高的負載電流。這是因為在由輸出電壓供電時
，ADP1612在自舉模式下具有更高的靜態電流。此外，ADP1612的效率低於100%
，這會進一步增大在給定的負載電流下電路所需的輸入電流。因此，在自舉模式下，所需的輸入電壓（約150 mV）huishaogaoyuzaifeizijumoshixiasuoxudedianya。ruzhiqiansuoshu
，zaigenggaodedianchidianyaxia，zijudianludeyoushibingbumingxian
，ergenggaodezhajiqudongdailaideyoushibingbuzuyidixiaozijudianludejingtaidianliushenggaodaozhidesunhaozengjia。

其他優點和缺點

自舉配置也會影響電路的啟動電壓。現在，ADP1612的VIN引腳由輸出供電，其電池電壓需要比非自舉電路高出一個肖特基二極管壓降。肖特基二極管中的壓降隨電流在約100 mV（電流約為50 μA）到高於200 mV（電流更高）之間變化。通過實驗發現
，非自舉電路的啟動電壓為約1.75 V（等於UVLO閾值），自舉電路的啟動電壓則升高至約1.95 V。

結論：

升壓轉換器是否已就緒
？開始提高效用

自(zi)舉(ju)技(ji)術(shu)適(shi)用(yong)於(yu)在(zai)啟(qi)動(dong)時(shi)不(bu)會(hui)斷(duan)開(kai)電(dian)池(chi)電(dian)壓(ya)和(he)輸(shu)出(chu)之(zhi)間(jian)連(lian)接(jie)的(de)任(ren)何(he)升(sheng)壓(ya)轉(zhuan)換(huan)器(qi)。可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)使(shi)用(yong)具(ju)有(you)非(fei)常(chang)低(di)的(de)靜(jing)態(tai)電(dian)流(liu)的(de)器(qi)件(jian)來(lai)消(xiao)除(chu)低(di)下(xia)的(de)輕(qing)載(zai)效(xiao)率(lv)帶(dai)來(lai)的(de)影(ying)響(xiang)。更(geng)高(gao)的(de)啟(qi)動(dong)電(dian)壓(ya)並(bing)不(bu)總(zong)是(shi)問(wen)題(ti)

，因(yin)為(wei)在(zai)電(dian)池(chi)耗(hao)盡(jin)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)並(bing)不(bu)常(chang)需(xu)要(yao)啟(qi)動(dong)電(dian)路(lu)。

如ru果guo在zai大da部bu分fen使shi用yong情qing況kuang下xia或huo高gao電dian池chi電dian壓ya下xia，電dian路lu的de負fu載zai電dian流liu都dou相xiang當dang輕qing，那na麼me使shi用yong自zi舉ju技ji術shu可ke能neng徒tu勞lao無wu益yi。但dan是shi
，如ru果guo是shi重zhong負fu載zai
，且qie電dian路lu需xu要yao繼ji續xu運yun行xing，直zhi至zhi電dian池chi電dian量liang耗hao盡jin那na一yi刻ke，那na麼me可ke以yi考kao慮lv使shi用yong自zi舉ju電dian路lu。

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