使用Boost器件最头疼的事情之一就是输出保护问题。
上图是Boost电路的拓扑结构图。当开关SW闭合时,VIN对电感进行充电;当开关SW断开时,电感电流经二极管D释放至输出电容COUT,COUT里的电能增加,其电压就得到提升,可以得到比输入电压VIN更高的输出电压VOUT。如果在VOUT和GND之间加上负载,电流就会自动流入负载,Boost控制器的作用是通过检测输出电压的高低并控制SW在一个开关周期中的导通时间所占的比例(占空比)来对输出电压进行调节的。
Boost电路让工程师们常常烦恼的是如果VOUT和GND之间发生了短路,这个电路就不再听使唤了,无论SW如何动作,来自输入端的电流都将毫无限制地流向输出端,最后总是以某个最脆弱的器件的损毁作为终结,严重的时候甚至可以造成火灾事故。设计不良的Boost控制器在看到因输出短路而导致的输出电压低于设定电压的状况时总是会尽力加大占空比,这将使得SW导通的时间更长,但这对提升已经短路了的输出端的电压并无任何帮助,只是让问题变得更严重而已。
集成化的Boost器件通常会以MOSFET开关代替二极管D,这时候就有可能在出现输出短路问题时将此开关断开,避免短路问题可能带来的伤害。
RT4812是一款Boost器件,它在解决让工程师们烦恼的问题上做得很到位,可以让你将输出电流的大小限制在1A或2A上,避免更大的电流可能带来的危害。
RT4812的输入电压范围是1.8V~5.5V,输出电压范围也是1.8V~5.5V,用户可以因自己的需要而进行设定。这个输入电压范围完全覆盖了所有以锂为基本元素的电池的电压范围,所以特别适合现在流行的各种便携式产品使用。
Boost电路在使用中还有一个令人头痛的地方是上电过程中在输入端形成的冲击电流,这是因为上电阶段输出端电压低于输入端电压,这就造成输入电流毫无限制地流向输出端,从而给电池端造成很大的电压跌落,如果电池的保护电路不能支持太大的电流输出,甚至可能使电池中断其输出,从而可能对系统中的其它电路造成无法忍受的伤害。
为了避免上电过程中的冲击电流,很多IC会采用软启动,通过逐渐提高占空比来减轻冲击电流,但这种做法对VOUT
RT4812对付启动阶段冲击电流的做法比较复杂,但原理却特别简单。当RT4812被使能以后,它首先容许1A电流流向输出端使VOUT电压得到提升,如果在经过512微秒以后发现VOUT没有得到有效提升,它就会用2A的电流去尝试,这个过程以1024微秒为限。只有在规定的时间内完成提升输出电压的目的,Boost电路才会开始正常的软启动过程,此后的工作就和普通的Boost电路相当了。如果两次尝试都失败了,我们几乎可以断定输出端是处于短路状态了(超出自身负载能力的状况也包含在内),RT4812就会进入故障保护状态,不再有输出了。
RT4812这么强大,但其电路却特别简单:
它的封装也特别小,是低成本的TSOT-23-8封装,其引脚定义是这样的:
TSOT-23-8的封装只是它的外观,其内部还另有玄机,它采用了晶圆倒装的结构,这样就可以具有非常好的散热能力,同时又具有很低的内阻。
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