摘要: 高效升压转换器抢并行端口
电路包括升压开关转换器从并口窃取电源,在8mA时提供5V,效率高达94%。
图1的电路从并口或任何有限能量源窃取能量。这种功率转换应用通常需要非常高的效率来利用可用的能量。例如,一个并行数据端口在2.4V电压下,每条数据线提供高达2.6mA的电流。当8条数据线被软件配置为FFHEX(都是高电平)时,该条件产生50mW的输入功率。然后,系统可以使用4条双向控制端口线和5条状态端口输入,作为通过PC机并口的另一种通信方式。
图1所示 这个电路从一个8位数据端口抢劫大约40mW (5V时8mA),当你编程所有位高时
如图1所示,每条数据线一个肖特基二极管可以防止可能的错误。(如果没有二极管,这些线路就会互相短路,除非所有线路都处于相同的状态。)BAT54C器件每个封装包含两个二极管,但其正向电压降为0.3V。作为替代方案,RB411D或ZHCS500器件仅下降170mV,但每个SOT23封装仅包含一个二极管。
2.4V的输入电压(逻辑高电压)只留下约2V的电压为升压电路供电,大多数这样的电路(在低输入电压和低功率下工作)提供的效率不大于85%。然而,IC1通过用同步p沟道MOSFET分流自由旋转输出二极管,在2V输入,5V输出和10mA输出电流的条件下提供高达89%的效率。为了获得更多的效率点,请仔细选择无源元件。
功率电感的饱和电流远高于工作电流,因此其铁氧体损耗可以忽略不计。15µH RCR110D (Sumida)是一个不错的选择,它为大于2.88A的饱和电流增加了最小36毫欧的低串联电阻。然后,您可以通过选择非常低esr的器件来减少输入和输出电容器(C1和C4)的损耗。470µF的值使它们具有舒适的储层容量,并且可以通过增大额定电压来最小化ESR。例如,Rubycon的470µH ZLH(尽管是一种价格合理的铝电解液)在额定电压为25V时的ESR优于45毫欧。
作为补充保护,22欧姆电阻R4在启动时将输入电流限制为100mA。注意,一旦100K/100K分压器(R2/R3)检测到足够的电压,R4就会被Q1分流。即使在SC70封装中,Q1也可以将启动后的损耗降低到仅90µW。220k欧姆栅极电阻器(R1)允许良好的反应时间,增加损耗仅为26 μ W。
在MAX1796附近添加两个2.2µF电容器(C2和C3)可以消除高频尖峰,X5R介电材料允许10v额定器件安装在0805 (TDK)封装中。所有这些措施都增加了效率的关键点,如图2所示。
图2 图1电路的效率是最高的,当你去除肖特基二极管(上曲线),最低的0.3V (BAT54C)肖特基。中间曲线为170mV (RB411D)肖特基
在最坏情况下,输入电压为2.1V,无二极管时,该电路的效率约为92%。在3.3V时,效率达到94.4%,这对于像这样的低功耗应用来说是不寻常的。使用BAT54C保护二极管可将2.4V电压下的效率降至80%,提供40mW的典型输出功率。如果这还不够,您可以通过替换低电压(RB411D)二极管将可用功率增加到42.75mW。
这篇文章的类似版本出现在2004年12月9日的《电子设计》杂志上。
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