降压/升压调节器提高系统效率 - 高效率DC-DC转换器三项基本技术

　　降压/升压调节器提高系统效率

　　如今的很多便携式系统都采用单单元锂离子充电电池供电。如上所述，电池会从满充状态时的4.2 V开始工作，缓慢放电至3.0 V。当电池输出降至3.0 V以下时，系统就会关闭，防止电池因过度放电而受损。采用低压差调节器产生3.3 V电压轨时，系统会在

　　VIN MIN = VOUT + VDROUPOUT = 3.3 V + 0.2 V = 3.5 V

　　时关断，此时只用了电池所存储电能的70% 。但如果采用降压/升压调节器（如ADP2503或ADP2504），系统就可以持续工作到最小实际电池电压。ADP2503和ADP2504 （参见 附录） 均为高效率、600 mA和1000 mA低静态电流、降压/升压DC-DC转换器，工作时的输入电压可高于、低于或等于稳压输出电压。电源开关采用内置形式，最大限度地减少了外部元件的数量和印刷电路板（PCB）的面积。通过 这种方法，系统可以一直工作到3.0 V，从而充分利用电池存储的电能，增加了电池需要重新充电前的系统工作时间。

　　为了节省便携式系统的电能，各种子系统（如微处理器、显示屏背光和功率放大器）不用时会在全开 和 休眠模式之间频繁切换，造成电池电源线路上较大的电压瞬变。这些瞬变会使电池输出电压短时降至3.0 V以下，并触发低电量警告，从而使系统在电池完全放电前关闭。降压/升压解决方案可以承受的电压摆幅低至2.3 V，有助于维持系统潜在的工作时间。

　　降压/升压调节器主要规格特性与定义

　　输出电压范围选项： 降压/升压调节器提供额定的固定输出电压，或者提供选项，允许通过外部电阻分压器对输出电压进行编程设置。

　　地电流或静态电流： 未输送给负载的直流偏置电流 （Iq） 器件的 Iq低，则效率越高，然而， Iq 可以针对许多条件进行规定，包括关断、负载、脉冲频率（PFM）工作模式或脉冲宽度（PWM）工作模式。因此，为了确定某个应用的最佳升压调节器，最好查看特定工作电压和负载电流下的实际工作效率。

　　关断电流： 这是使能引脚禁用时器件消耗的输入电流。低Iq对于电池供电器件在休眠模式下能否长时间待机很重要。在逻辑控制的关断期间，输入与输出断开，从输入源汲取的电流小于1 μA。

　　软启动：具有软启动功能很重要，输出电压以可控方式缓升，从而避免启动时出现输出电压过冲现象。

　　开关频率：低功耗降压/升压转换器的工作频率范围一般是500 kHz到3 MHz。开关频率较高时，所用的电感可以更小，还可减少PCB面积，但开关频率每增加一倍，效率就会降低大约2%。

　　热关断（TSD）： 当结温超过规定的限值时，热关断电路就会关闭调节器。一直较高的结温可能由工作电流高、电路板冷却不佳和/或环境温度高等原因引起。保护电路包括迟滞，因此，发生热关断后，器件会在片内温度降至预设限值以下后才返回正常工作状态。