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开关模式转换器以满载连接启动
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2022-11-18
陈利妮
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图 1图 1中所示的升压转换器采用 2 节或 3 节电池供电，从其稳压 5V 输出提供高达 500mA 的电流。然而，在启动或掉电条件之后，输出和负载保持断开，直到输出达到稳压。中所示的升压转换器采用 2 节或 3 节电池供电，从其稳压 5V 输出提供高达 500mA 的电流。然而，在启动或掉电条件之后，输出和负载保持断开，直到输出达到稳压。图 1. 为确保满载启动，此稳压升压转换器中的额外电路会断开负载，直到输出电压达到稳压。图 1. 为确保满载启动，此稳压升压转换器中的额外电路会断开负载，直到输出电压达到稳压。IC1 的 V+ 端子（引脚 2）为芯片提供电源和反馈。这种“自举”操作（芯片由其自身的输出供电）允许从低至 +1.8V 的输入电压启动，除非重负载完全阻止启动。IC1 的 V+ 端子（引脚 2）为芯片提供电源和反馈。这种“自举”操作（芯片由其自身的输出供电）允许从低至 +1.8V 的输入电压启动，除非重负载完全阻止启动。正常运行需要一个足以在开关 MOSFET 中提供低导通电阻的栅极驱动电压，但在启动时，该驱动仅限于电池电压。在 MOSFET 中产生的高导通电阻会阻止转换器输出上升到其指定电平。另一方面，仅在 V 正常运行需要一个足以在开关 MOSFET 中提供低导通电阻的栅极驱动电压，但在启动时，该驱动仅限于电池电压。在 MOSFET 中产生的高导通电阻会阻止转换器输出上升到其指定电平。另一方面，仅在 V OUTOUT处于容差范围内后才连接输出和负载，可使 MOSFET 以最小的导通电阻完全导通。处于容差范围内后才连接输出和负载，可使 MOSFET 以最小的导通电阻完全导通。IC2 的 N 沟道 MOSFET 每个额定值为 3.5A、12V 和“完全导通”状态下的 0.05Ω 导通电阻。设备 #2（左侧）是开关晶体管，设备 #1 是高端负载开关。负载开关的栅极驱动来自电荷泵（C4 和双二极管 D2），该电荷泵由 L1 底部的开关节点驱动。启动时，µP 监控器 (IC3) 发出复位信号（引脚 2 的低输出）以防止对 C4 充电。IC2 的 N 沟道 MOSFET 每个额定值为 3.5A、12V 和“完全导通”状态下的 0.05Ω 导通电阻。设备 #2（左侧）是开关晶体管，设备 #1 是高端负载开关。负载开关的栅极驱动来自电荷泵（C4 和双二极管 D2），该电荷泵由 L1 底部的开关节点驱动。启动时，µP 监控器 (IC3) 发出复位信号（引脚 2 的低输出）以防止对 C4 充电。然而，当 IC3 的引脚 3 升至 4.65V 以上时，引脚 2 变为高电平，每次开关节点变为低电平时，使 C4 通过右侧的二极管充电。每次它返回高电平时，C4 电压都会加到输出电压上，将 MOSFET 栅极 (G1) 升高到大约 9.5V。该电平由栅极-源极电容上的电荷维持。因此，在启动时，电荷泵输出上升到大约 4.5V，然后当 IC3 的 RESET 输出变高时跳到 9.5V。只有这样，高侧开关才会打开并连接负载。然而，当 IC3 的引脚 3 升至 4.65V 以上时，引脚 2 变为高电平，每次开关节点变为低电平时，使 C4 通过右侧的二极管充电。每次它返回高电平时，C4 电压都会加到输出电压上，将 MOSFET 栅极 (G1) 升高到大约 9.5V。
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