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大功率升压转换器自动切换模式,并保持轻负载效率

来源:analog 发布时间:2023-09-11

摘要: ​在这个设计思想中,一个同步升压转换器MAX1703,使用一个高侧电流检测监视器MAX4173,在高功耗和低功耗模式之间自动切换。升压变换器在轻负载和宽负载电流范围下保持高效率。

大功率同步升压转换器MAX1703具有两种工作模式:低输出电流(至250mA)的低功率PFM和电流高达1.5A的全功率低噪声PWM。(PFM代表脉冲频率调制;PWM代表脉冲宽度调制。

通常,IC的工作模式通过其CLK/SEL输入的数字控制来设置(高用于高功率模式;Low表示低功耗模式)。对于没有这种控制能力的系统,图1电路为在低功率和高功率工作模式之间自动切换提供了一种简单而廉价的方法。因此,它在所有负载电流下都保持相对较高的效率(图2)。


图1所示 使用高侧电流监测器(U2)产生比例反馈电压,该同步升压转换器(U1)在其高功率和低功率工作模式之间自动切换。


图2 图1电路的转换效率(C)在很大的负载电流范围内仍然很高。

U2是一个高侧电流检测监视器,其输出端子产生与转换器负载电流成比例的电压(由80毫欧电阻R(SENSE)检测)。将此电压施加到U1的POKIN端子上,完成控制其工作模式的反馈回路。POKIN是“功率OK”比较器的反相输入。当POKIN电压低于比较器的参考电压(1.25V)时,其开漏输出吸收电流。

因为U1的低功率和高功率效率在150mA附近的输出电流时会收敛,所以您应该选择使模式切换发生在150mA附近的组件值。首先,计算所需的检测电阻:R(sense) = V(REF)/(GAIN × I(SWITCH)),其中V(REF)为U1的内部参考电压(1.25V), GAIN为U2的内部增益电平(用户可选择20V/V、50V/V或100V/V), I(SWITCH)为发生模式切换时的负载电流。

由于U1可以提供高输出电流,因此将GAIN设置为100V/V,以最小化感测电阻值及其红外损耗。要在150mA时切换模式,R(SENSE)在80毫欧计算。测量表明切换发生在158.6mA增加电流和157.0mA减少电流。当负载电流缓慢通过切换阈值时,POK比较器的1%迟滞可以防止模式之间的“抖振”。

U2直接从输入端供电,以提高电路的轻负载效率。U1可以在低于1V的输入电压下工作,但U2需要的最小电压(CC)为3V。为了允许在U1的整个输入范围内工作(轻负载效率略有下降),只需从U1的输出电压为U2供电。



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