开关模式转换器在满负载连接时启动

启动电路由微处理器(μp)监控电路max809l和电荷泵电路组成,用于监视升压转换器输出电压。高效率升压控制器max608用于升压输出电压,由监控电路max809l控制的电荷泵电路用于在输出电压达到其调节电平时连接满负载。
图1所示升压转换器采用2节或3节电池供电,可从其稳定的5v输出提供高达500ma的电流。然而,在启动或掉电条件下,输出和负载保持断开状态,直到输出达到稳压。
图1.为确保满载启动,该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。
正常工作需要足够的栅极驱动电压,以在开关mosfet中提供低导通电阻,但在启动时,该驱动仅限于电池电压。由此产生的 mosfet 中的高导通电阻可防止转换器输出上升到其指定水平。另一方面,仅在v之后连接输出和负载外在容差范围内,允许 mosfet 以最小的导通电阻完全导通。
ic2 的 n 沟道 mosfet 在“完全导通”状态下的额定导通电阻为 3.5a、12v 和 0.05ω。器件#2(左侧)是开关晶体管,器件#1是高边负载开关。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(引脚2的低输出),阻止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,使c4能够在每次开关节点变为低电平时通过右侧二极管充电。每次返回高电平时,c4 电压都会增加输出电压,从而将 mosfet 栅极 (g1) 提升至约 9.5v。该电平由栅源电容上的电荷维持。因此,在启动时,电荷泵输出斜坡上升至约4.5v,然后在ic3的reset输出变为高电平时跳至9.5v。只有这样,高边开关才会打开并连接负载。
如果ic3的240ms上电延迟过长,可以用另一个μp监控器(max821)代替ic3,选择最大1ms、40ms或200ms的延迟。该升压转换器电路具有脉冲频率调制(pfm),因此需要大约5μa的最小负载,以确保转换器(以及电荷泵)偶尔继续开关。实际上,这个最小负载是由肖特基整流器(d1)中的反向漏电提供的,但如果d1被低漏电非肖特基整流器取代(或者如果你只想保证负载),请将r3的值降低到1mω。
所示电路提供高于80%的效率,同时提供250ma(2.0v输入)或500ma(2.7v输入)。哈里斯 mosfet 具有 v 形总(千)最大 2.0v,但用较低 v 替换开关总(千)(如temic si6946dq)可以修改电路,从低至1.8v的电池电压开始。


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