如何使用多相升压转换器
摘要:当系统需要的电压高于可用电压时,升压转换器是满足这一需求的理想选择。然而,经典的标准升压拓扑结构并非唯一方案。一种更优的解决方案或许是移相多相升压转换器。这类转换器在高负载工况下效率更高,同时能降低输入及输出电容值。

图1.一种简单的升压转换器拓扑结构。
多相升压稳压器的优势不仅体现在输出电容方面,在输入电容相关方面也有所体现。在输入端,升压稳压器不会产生脉冲电流,因为电感会限制电流的上升和下降。然而,如图2所示,两个移相电感线圈也能限制输入电流的波动,因而输入电容C1的尺寸同样可以减小。

图2.一种两相升压转换器拓扑结构,通过两条路径分配功率以提升转换效率。
多相升压转换器还能提高转换效率。通过将功率分配到多个路径,每个元件的峰值电流会降低,从而提升效率。
图3展示了一个采用集成电路LT8349的实际应用方案。这是一款两相同步升压转换器,其电压范围专为提升或稳定电池电压而设计;当电池在短时间内输出大电流时,电池电压会暂时性下降。两相升压转换器非常适合这种工作场景,由于具备移相特性,能从电池获取更连续的电流。
采用LT8349方案的另一项优势在于:即便在低负载电流条件下,也能实现极高的效率。为了在这种工作模式下达到最佳能效,当负载较低时可关闭其中一相。低负载电流下电池本身不会承受过大应力,电路可单相工作;而当需要数安培的高负载电流时,第二相会自动开启,充分发挥两相工作的所有优势。这种在低负载运行时关闭某一相的功能称为“相位切除”。

图3.两相升压转换器提升电池电压的实际应用(简化示意图)。
图3中的示例电路可将2.5 V电源电压转换为6 V输出电压。在3 A负载电流下,转换效率可达92%;即使负载电流仅为2 mA时,实测效率仍能达到90%。
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