該設(shè)計(jì)筆記介紹了單端初級(jí)電感轉(zhuǎn)換器(SEPIC)優(yōu)于反激變壓器和升壓型線性穩(wěn)壓電路的特性，本文提供的SEPIC開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器能夠在多節(jié)電池供電條件下，以78%的效率維持穩(wěn)定的3.3V輸出。本設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)在于利用一個(gè)簡(jiǎn)單的SEPIC電路即可在關(guān)斷狀態(tài)下不消耗任何電流，能夠提供非常穩(wěn)定的輸出電壓。本文重點(diǎn)介紹了MAX608升壓型DC-DC控制器。

由2或3節(jié)電池產(chǎn)生3.3V輸出對(duì)于設(shè)計(jì)工程師來(lái)說(shuō)具有一定的挑戰(zhàn)性。當(dāng)電池滿(mǎn)充時(shí)穩(wěn)壓電路必須具有降壓特性，但是隨著電池的放電還需要將其電壓進(jìn)行提升以便使輸出穩(wěn)定。對(duì)于這個(gè)難題的解決方案之一是采用反激變壓器的設(shè)計(jì)，這就要求對(duì)于不同的負(fù)載情況選擇不同的變壓器匝數(shù)比以保證穩(wěn)定的輸出。

作為另一種選擇，單端初級(jí)電感轉(zhuǎn)換器(SEPIC)具有更為簡(jiǎn)單的電路形式(圖1)。該電路能夠以78%的效率產(chǎn)生3.3V、400mA輸出。輸入電壓既可高于又可低于輸出，由一個(gè)電容(C2)完成輸出與開(kāi)關(guān)主回路間的能量耦合。這種配置可提供反激變壓器和升壓線性調(diào)節(jié)電路所不具備的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：關(guān)斷狀態(tài)下沒(méi)有輸出電流；當(dāng)VIN電壓變化經(jīng)過(guò)VOUT電平時(shí)，VOUT輸出保持良好的穩(wěn)定。

圖1. 當(dāng)VIN在3.3V上下范圍內(nèi)變化時(shí)(以2或3節(jié)電池供電時(shí)的情況為例)，這種SEPIC開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器能夠?qū)⑤敵鍪冀K穩(wěn)定在3.3V。

該電路中的兩只電感可以是兩個(gè)獨(dú)立的元件也可以是繞在同一磁芯上的兩個(gè)繞組。其工作原理不同于變壓器，因此不必去考慮耦合系數(shù)。電容C2、C3和C5應(yīng)該具有較低的等效串聯(lián)電阻以獲得最佳效率。C2的額定電壓必須大于最高輸入電壓，外部開(kāi)關(guān)(Q1)的耐壓值必須高于(VIN + VOUT)之和。

通過(guò)捕獲Q1的開(kāi)關(guān)脈沖，肖特基二極管D2可將V+端電壓提升至(VIN + VOUT)。這樣就提高了Q1的柵極驅(qū)動(dòng)電壓而使它引起的功耗降低，這對(duì)于較低的輸入電壓非常有利，但同時(shí)也限制了VIN的上限(最大12V)。輸出電流在VIN = 2V時(shí)為300mA，VIN = 3V時(shí)為400mA，效率隨負(fù)載電流的變化情況請(qǐng)參見(jiàn)圖2。

圖2. 圖1電路的效率接近于80%

審核編輯：郭婷