步進升壓DC/DC開關轉換器實現高電壓電源

帶有片上FET功率開關的廉價升壓穩壓器很適合用于低壓升壓轉換器SEPIC(單端初級電感轉換器)，以及反激式轉換器。對于較高的電壓，設計者一般會采用一種成本更高的方案，包括一個外接FET的控制器，或一個高壓升壓穩壓器。

還有一種簡潔而便宜的方案(圖1)。此電路使用了一只ADP1613步進升壓DC/DC開關轉換器，獲得一個48V、100mA電源，滿載效率為86%(圖2)。該IC包含了一個片上功率開關，在20V時的峰值輸出電流為2A。齊納二極管作為一只并聯調節器，為IC提供一個5V電源，并將外接FET的柵極偏置在相同電壓下。IC內部的FET與一個高壓FET串聯，接成級聯方式。現在，IC是以共柵極模式驅動外接FET，切換的是外接FET源極的電壓，而不是柵極。

圖1，本電路設計采用ADIsimPower，用IC內部FET開關驅動外部FET的源極。

圖2，IC框圖顯示了其升壓轉換器架構。

然后，內部FET導通，V X(圖3)結點驅動至地，而高壓FET的柵極保持恒定，導通高壓FET。較低的FET用作一個低電阻柵極驅動器，而FET快速導通，獲得了低導通損耗。當內部FET關斷時，電感電流拉高SW結點，直到外接F E T 也關斷。內部FET可看到的最高電壓是柵極電壓減外接FET的閾值電壓。

圖3，級聯FET結構獲得了快速的轉換和低損耗。這種結構亦能實現更高電壓的運行。

關斷的轉換較慢，因為它與電感中的峰值電流成正比，但采用一個正確大小的FET時，一般就有了獲得快速轉換和低損耗的驅動電流，即使是低負載。整個B OM成本不到2 美元(千片)。

用ADIsimPower設計工具可以設計和仿真此電路。該工具可以設計出升壓、SEPIC以及SEPIC-Cuk轉換器，允許輸入電壓范圍為1.8V~90V，輸出電壓為1.2V~90V。圖4顯示ADIsimPower工具與測量結果之間有很好的一致性。

圖4，測量結果與ADIsimPower結果之間吻合良好。