微功耗降压/升压电路第1部分：将三节电池转换为3.3V

应严格避免电池数量和输出电压的两种组合：三节电池转换为3.3V，四节电池转换为5V。这些组合很麻烦，因为没有普通稳压器（升压、降压或线性）可以适应输入电压范围与所需输出电压重叠的情况。

本设计笔记介绍了四个能够解决3节电池困境的电路。设计笔记 110 将讨论 4 节电池、5V 电路。自始至终均使用 LT1303 和 LT1372 高效率 DC/DC 转换器，从而对每种拓扑的效率进行了公平的比较。LT1303 专为电池操作而优化，并包括一个低电池电量检测器，该检测器是实现其中一种拓扑所必需的。LT®1372 500kHz 转换器用于在较高电流水平下实现紧凑的布局。

无需修改，基于 LT200 的电路可预期输出 1303mA 电流，而 LT300 电路的输出电流为 1372mA。所有电路均具有输出断开功能;停机模式中，输出降至 0V。基于 LT1303 的转换器的输入范围远远超出了所示的 3 节电池电源。这些器件在1.8V时工作，虽然没有完全表征效率，但可以接受高达10V的输入。LT1372 转换器的工作电压范围为 2.7V 至 10V。

图1和图2中的电路基于SEPIC（单端初级电感转换器）拓扑。虽然不是很好，但在宽输入电压范围内效率相当一致。SEPIC拓扑的特点是它使用了两个电感器。然而，它们缠绕在单个磁芯上，与具有类似额定值的简单2端子电感相比，占用的空间并不多。线圈电子和其他磁性元件供应商提供多种库存 2 绕组、4 端子电感器。

图1.3节电池至3.3V信号。

图2.

图3中采用双极性降压/升压拓扑可提高峰值效率。该电路本质上是一个带有线性后置稳压器的升压转换器。对于 V在< V外，LT1303 对驱动双极性发射极的输入进行升压，刚好足以维持所需的输出电压 — 晶体管已饱和。对于 V在> V外，LT1303 将发射极驱动到略高于输入电压的值，足以产生支持任何负载电流所需的基极电流。在这种情况下，晶体管用作线性后置稳压器，对升压转换器的输出进行级联编码，并像任何线性稳压器一样耗散功率。

图3.3节电池至3.3V双极性降压/升压。

采用MOSFET降压/升压转换器，图4所示电路可实现最高峰值效率。对于 V在< V外，该电路用作升压型转换器，而由 LT1303 的低电池电量检测器 / 放大器驱动的 MOSFET 保持 100% 导通。输出电压由升压转换器产生和控制。

图4.3节电池至3.3V MOSFET降压/升压。

对于VIN > VOUT，升压功能无法再控制输出电压，开始上升。交错反馈（R3、R4、R5）允许低电池电量检测器/放大器使用MOSFET作为线性调整元件进行控制。由于MOSFET不需要基极驱动，并且具有如此低的导通电阻，因此效率峰值远远超过90%。此外，效率峰值出现在NiCd标称端电压3×1.25 = 3.75V附近，正好是最需要效率的地方。

审核编辑：郭婷