3.3V鋰離子電池降壓/升壓電源需要一個(gè)電感器

升壓加LDO（MAX1701）組合為降壓-升壓應(yīng)用中的單端初級電感轉(zhuǎn)換器（SEPIC）和反激式電路提供了更簡單的高性能替代方案

由于鋰離子電池和3.3V電源最近變得如此流行，便攜式設(shè)備設(shè)計(jì)人員通常必須創(chuàng)建由單個(gè)Li+電池供電的3.3V電源。Li+電池在其放電周期中的輸出范圍高于和低于3.3V，這一事實(shí)使設(shè)計(jì)復(fù)雜化。

這種情況需要一種稱為“降壓/升壓轉(zhuǎn)換器”的特殊電路，該電路能夠進(jìn)行升壓和降壓轉(zhuǎn)換。多年來，便攜式設(shè)備工程師在從四個(gè)鎳鎘電池的輸出中獲得5V時(shí)一直遇到類似的問題，因此降壓/升壓要求并不是什么新鮮事。

使用反激式轉(zhuǎn)換器很誘人，但變壓器的尺寸和費(fèi)用以及這種轉(zhuǎn)換器類型產(chǎn)生的額外噪聲促使人們尋找替代方案。例如，單端初級電感轉(zhuǎn)換器（SEPIC）更安靜，但降壓/升壓電路的效率有限（通常最多為85%），并且需要一個(gè)變壓器或兩個(gè)電感器（而大多數(shù)DC-DC轉(zhuǎn)換器需要單個(gè)電感器）。

第三種選擇很容易被忽視，因?yàn)樗褂?a target="_blank">線性穩(wěn)壓器，并且在鋰離子電池充滿電（約4.2V）時(shí)效率受到影響。然而，這種方法（圖1）提供的電池壽命比其他兩個(gè)降壓/升壓電路更長。對于鋰離子電池放電循環(huán)的大部分時(shí)間，電池電壓在該轉(zhuǎn)換器表現(xiàn)出出色效率的范圍內(nèi)。

圖1.該降壓/升壓電路對于高于3.3V的輸入采用降壓（線性穩(wěn)壓器）模式，對于低于3.3V的輸入，采用升壓（開關(guān)穩(wěn)壓器）模式。

圖1所示電路的操作非常簡單。當(dāng)輸入電壓高于3.3V時(shí)，IC停止開關(guān)，輸入電壓通過由Q1/ 11/ 12/ 13，以及IC內(nèi)部的運(yùn)算放大器。當(dāng)輸入低于3.3V時(shí)，IC用作升壓型開關(guān)穩(wěn)壓器，并將輸出升壓至3.3V。對于這種情況，MOSFET 完全導(dǎo)通，提供從漏極到源極的虛擬短路。

正如預(yù)期的那樣，電池電壓在 4.2V 峰值時(shí)的效率最?。▓D 2）。然而，對于小于500mA的3.6V輸入和輸出電流，效率高于89%。這種行為非常重要，因?yàn)殇囯x子電池在其大部分放電周期內(nèi)輸出接近3.6V。對于3.3V至3.6V的輸入，效率甚至更好。當(dāng)IC作為升壓開關(guān)轉(zhuǎn)換器工作時(shí)，效率也非常出色，對于低于3.3V的電池電壓也是如此。

圖2.圖1所示電路的效率隨輸入電壓和負(fù)載電流而變化，但當(dāng)輸入電壓最大（4.2V）時(shí)，它假定最小值恒定。

審核編輯：郭婷