解鎖電源潛能:兩相升壓技術如何讓電池供電更穩定
發布時間:2026-03-12 來源:轉載 責任編輯:lily
【導讀】zaixiandaidianzixitongzhong,shengyazhuanhuanqibeiguangfanyongyujiangdidianyadianyuantishengzhigenggaodewendingshuchudianya,yimanzugeleifuzaidegongdianxuqiu。chuantongdedanxiangshengyatuopusuiranjiegoujiandan,danduishuchudianrongdexingnengyaoqiujiaogao,xujubeidarongliangjidijishengcanshuyiyouxiaolvchumaichongdianliudailaidedianyawenbo。weitupozheyixianzhi,duoxiangshengyazhuanhuanqiyingyunersheng。tongguocaiyongduotongdaobinglianyuxiangweijiaocuokongzhijishu,duoxiangfanganbujinxianzhujiangdileduishuchuheshurudianrongdeyilai,haiyouxiaojianxiaoledianliuwenbo、提升了轉換效率,並在寬負載範圍內展現出優異的動態響應能力。本文將圍繞多相升壓轉換器的工作原理、核心優勢及其在實際應用中的表現進行深入探討。
基於升壓原理的開關電源能夠將低電壓轉換為更高電壓。為實現這一轉換,可采用如圖1所示的標準升壓拓撲。這種拓撲能夠確保輸出端從電感獲得脈衝電流。不過,電壓轉換器需要穩定的輸出電壓,這使得輸出電容C2dezuoyongzhiguanzhongyao,tabixujiangmaichongdianliuzhuanhuaweiwendingdegudingshuchudianya。weishunliwanchengzhexiangrenwu,shengyawenyaqizhongdeshuchudianrongtongchangxuyaojubeijiaodarongliang,lirujiaogaodedianrongzhi;同時還須盡可能降低等效串聯電阻(ESR)、寄生電阻、等效串聯電感(ESL)、寄生電感。
若要降低對輸出電容的高要求,建議設計多相升壓轉換器。在多相方案中,兩個升壓穩壓器並聯工作並連接至同一輸出電容;兩個通道采用180°的時間滯後進行控製,其電路圖如圖2所示。此時,輸出電容C2在一個周期內會兩次獲得能量,分別來自電感L1和電感L2。若要獲得與圖1電路相似的電壓紋波,C2電容的容量僅需原來的一半左右。

圖1.一種簡單的升壓轉換器拓撲結構。
duoxiangshengyawenyaqideyoushibujintixianzaishuchudianrongfangmian,zaishurudianrongxiangguanfangmianyeyousuotixian。zaishuruduan,shengyawenyaqibuhuichanshengmaichongdianliu,yinweidianganhuixianzhidianliudeshangshenghexiajiang。raner,rutu2所示,兩個移相電感線圈也能限製輸入電流的波動,因而輸入電容C1的尺寸同樣可以減小。

圖2.一種兩相升壓轉換器拓撲結構,通過兩條路徑分配功率以提升轉換效率。
多相升壓轉換器還能提高轉換效率。通過將功率分配到多個路徑,每個元件的峰值電流會降低,從而提升效率。
圖3展示了一個采用集成電路LT8349的實際應用方案。這是一款兩相同步升壓轉換器,其電壓範圍專為提升或穩定電池電壓而設計;dangdianchizaiduanshijianneishuchudadianliushi,dianchidianyahuizanshixingxiajiang。liangxiangshengyazhuanhuanqifeichangshihezhezhonggongzuochangjing,youyujubeiyixiangtexing,nengcongdianchihuoqugenglianxudedianliu。
采用LT8349方案的另一項優勢在於:jibianzaidifuzaidianliutiaojianxia,yenengshixianjigaodexiaolv。weilezaizhezhonggongzuomoshixiadadaozuijianengxiao,dangfuzaijiaodishikeguanbiqizhongyixiang。difuzaidianliuxiadianchibenshenbuhuichengshouguodayingli,dianlukedanxianggongzuo;而當需要數安培的高負載電流時,第二相會自動開啟,充分發揮兩相工作的所有優勢。這種在低負載運行時關閉某一相的功能稱為“相位切除”。

圖3.兩相升壓轉換器提升電池電壓的實際應用(簡化示意圖)。
圖3中的示例電路可將2.5 V電源電壓轉換為6 V輸出電壓。在3 A負載電流下,轉換效率可達92%;即使負載電流僅為2 mA時,實測效率仍能達到90%。
多相升壓轉換器通過功率路徑的合理分配與相位交錯控製,在降低輸出/輸入電容要求、抑製電流紋波以及提升整體轉換效率等方麵展現出顯著優勢。尤其在高負載與輕負載工況下,借助如LT8349等專用集成電路實現的“相位切除”功(gong)能(neng),係(xi)統(tong)能(neng)夠(gou)在(zai)不(bu)同(tong)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)下(xia)自(zi)動(dong)優(you)化(hua)運(yun)行(xing)模(mo)式(shi),兼(jian)顧(gu)高(gao)效(xiao)能(neng)與(yu)低(di)應(ying)力(li)。這(zhe)種(zhong)靈(ling)活(huo)且(qie)高(gao)效(xiao)的(de)架(jia)構(gou)特(te)別(bie)適(shi)用(yong)於(yu)電(dian)池(chi)供(gong)電(dian)等(deng)對(dui)能(neng)量(liang)利(li)用(yong)率(lv)和(he)穩(wen)定(ding)性(xing)要(yao)求(qiu)嚴(yan)苛(ke)的(de)應(ying)用(yong)場(chang)景(jing)。

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