高效率升压转换器抢夺并行端口

包括升压型开关转换器的电路从并行端口窃取电源，在 5mA 时提供 8V，效率高达 94%。

图1所示电路从并行端口或任何有限的能量源窃取能量。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，并行数据端口在2.6V时每条数据线可提供高达2.4mA的电流。当八条数据线通过软件配置为FFHEX（全部为高电平）时，该条件产生的输入功率为50mW。然后，系统可以使用四条双向控制端口线和五个状态端口输入作为通过PC并行端口进行通信的替代方式。

图 1.该电路从 40 位数据端口获取约 8mW （5V 时为 8mA），只要对所有位进行高电平编程。

如图1所示，每条数据线一个肖特基二极管可防止可能的误差。（如果没有二极管，除非所有线路都处于同一状态，否则这些线路会相互短路。BAT54C器件每个封装包含两个二极管，但正向压降为0.3V。作为替代方案，RB411D 或 ZHCS500 器件仅压降 170mV，但每个 SOT23 封装仅包含一个二极管。

2.4V的输入电压（逻辑高电平）仅剩下约2V的电压用于为升压电路供电，而大多数此类电路（在低输入电压和低功耗下工作）的效率不超过85%。然而，IC1通过将续流输出二极管与同步p沟道MOSFET分流，在89V输入、2V输出和5mA输出电流条件下可提供高达10%的效率。为了获得更多的效率点，请仔细选择无源元件。

功率电感器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。一个不错的选择是15μH RCR110D （Sumida），它增加了一个最大36mΩ的低串联电阻，饱和电流大于2.88A。然后，您可以通过选择极低 ESR 器件来降低输入和输出电容器（C1 和 C4）的损耗。470μF 的值为其提供了舒适的储能容量，并且您可以通过增大其额定电压来最小化 ESR。例如，Rubycon的470μH ZLH（尽管是一种经济实惠的铝电解），在额定电压为45V时，ESR优于25mΩ。

为了提供补充保护，22Ω电阻R4在启动期间将输入电流限制为100mA。请注意，一旦4K/1K分压器（R100/R100）检测到足够的电压，R2就会被Q3分流。即使在SC70封装中，Q1也将启动后的损耗降低到仅90μW。一个 220kΩ 栅极电阻 （R1） 允许良好的反应时间，而增加的损耗仅为 26μW。

在MAX2附近增加两个2.2μF电容（C3和C1796），消除了高频尖峰，X5R电介质材料允许额定电压为10V的器件采用0805 （TDK）封装。所有这些措施都增加了效率的关键点，如图2所示。

图2.去掉肖特基二极管（上曲线）时，图1电路的效率最高，0.3V （BAT54C）肖特基二极管的效率最低。中间曲线用于170mV （RB411D）肖特基。

对于2.1V且不带二极管的最差情况输入电压，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 保护二极管在 80.2V 时可将效率降至 4%，从而提供 40mW 的典型输出功率。如果这还不够，您可以通过替换低压（RB42D）二极管将可用功率增加到75.411mW。

审核编辑：郭婷