高效率DC-DC轉換器三項基本技術

　　如今的很多便攜式系統都采用單單元鋰離子充電電池供電。如上所述，電池會從滿充狀態時的4.2 V開始工作，緩慢放電至3.0 V。當電池輸出降至3.0 V以下時，系統就會關閉，防止電池因過度放電而受損。采用低壓差調節器產生3.3 V電壓軌時，系統會在

　　VIN MIN = VOUT + VDROUPOUT = 3.3 V + 0.2 V = 3.5 V

　　時關斷，此時只用了電池所存儲電能的70% 。但如果采用降壓/升壓調節器（如ADP2503或ADP2504），系統就可以持續工作到最小實際電池電壓。ADP2503和ADP2504 （參見 附錄） 均為高效率、600 mA和1000 mA低靜態電流、降壓/升壓DC-DC轉換器，工作時的輸入電壓可高于、低于或等于穩壓輸出電壓。電源開關采用內置形式，最大限度地減少了外部元件的數量和印刷電路板（PCB）的面積。通過 這種方法，系統可以一直工作到3.0 V，從而充分利用電池存儲的電能，增加了電池需要重新充電前的系統工作時間。

　　為了節省便攜式系統的電能，各種子系統（如微處理器、顯示屏背光和功率放大器）不用時會在全開 和 休眠模式之間頻繁切換，造成電池電源線路上較大的電壓瞬變。這些瞬變會使電池輸出電壓短時降至3.0 V以下，并觸發低電量警告，從而使系統在電池完全放電前關閉。降壓/升壓解決方案可以承受的電壓擺幅低至2.3 V，有助于維持系統潛在的工作時間。

　　降壓/升壓調節器主要規格特性與定義

　　輸出電壓范圍選項： 降壓/升壓調節器提供額定的固定輸出電壓，或者提供選項，允許通過外部電阻分壓器對輸出電壓進行編程設置。

　　地電流或靜態電流： 未輸送給負載的直流偏置電流 （Iq） 器件的 Iq低，則效率越高，然而， Iq 可以針對許多條件進行規定，包括關斷、負載、脈沖頻率（PFM）工作模式或脈沖寬度（PWM）工作模式。因此，為了確定某個應用的最佳升壓調節器，最好查看特定工作電壓和負載電流下的實際工作效率。

　　關斷電流： 這是使能引腳禁用時器件消耗的輸入電流。低Iq對于電池供電器件在休眠模式下能否長時間待機很重要。在邏輯控制的關斷期間，輸入與輸出斷開，從輸入源汲取的電流小于1 μA。

　　軟啟動：具有軟啟動功能很重要，輸出電壓以可控方式緩升，從而避免啟動時出現輸出電壓過沖現象。

　　開關頻率：低功耗降壓/升壓轉換器的工作頻率范圍一般是500 kHz到3 MHz。開關頻率較高時，所用的電感可以更小，還可減少PCB面積，但開關頻率每增加一倍，效率就會降低大約2%。

　　熱關斷（TSD）： 當結溫超過規定的限值時，熱關斷電路就會關閉調節器。一直較高的結溫可能由工作電流高、電路板冷卻不佳和/或環境溫度高等原因引起。保護電路包括遲滯，因此，發生熱關斷后，器件會在片內溫度降至預設限值以下后才返回正常工作狀態。