電子通信領(lǐng)域正迅速擴(kuò)展到日常生活的各個(gè)方面,。檢測、傳輸和接收數(shù)據(jù)都需要使用大量器件,,例如光纖傳感器,、RF MEMS,、PIN二極管、APD,、激光二極管,、高壓DAC等等。在許多情況下,,這些器件需要幾百伏的電壓才能運(yùn)行,,因此需要使用DC-DC轉(zhuǎn)換器,以滿足嚴(yán)格的效率,、空間和成本要求,。
ADI公司的LT8365是一個(gè)多用途單芯片升壓轉(zhuǎn)換器,集成了一個(gè)150 V,、1.5 A開關(guān),,因此特別適用于通信領(lǐng)域中包括便攜式器件在內(nèi)的高壓應(yīng)用,。可以輕松從低至2.8 V和高至60 V的輸入中生成高壓輸出,。芯片具備可選的展頻功能,,可以幫助消除EMI,還有許多其他常用的特性,,具體請參見數(shù)據(jù)手冊,。圖1和圖2所示的轉(zhuǎn)換器被用于從12 V輸入源為高壓DAC、MEMS,、RF開關(guān)和高壓運(yùn)算放大器提供正壓和負(fù)壓電軌,。這些轉(zhuǎn)換器在斷續(xù)導(dǎo)通模式(DCM)下運(yùn)行,提供最高10 mA電流,,以及+250 V和–250 V輸出電壓,,轉(zhuǎn)換效率約為80%。
升壓比 > 1:40
在升壓轉(zhuǎn)換器中實(shí)施DCM運(yùn)行的一個(gè)優(yōu)勢在于:不論占空比多高,,都能夠?qū)崿F(xiàn)高升壓比,。此外,電感和輸出電容的值和物理尺寸都可以減小,,從而減小PCB上所使用的解決方案的整體尺寸,。圖3所示的電路可以輕松部署到小于1 cm2的空間內(nèi)。
圖1.12 V輸入到250 V輸出的2級升壓轉(zhuǎn)換器
圖2.12 V輸入到–250 V輸出的2級反相轉(zhuǎn)換器
圖3. 3 V輸入到125 V輸出的升壓轉(zhuǎn)換器
在有些情況下,,可用的輸入源的電壓可能非常低,,但卻需要高輸出電壓。此時(shí),,可以使用圖3所示的轉(zhuǎn)換器來驅(qū)動(dòng)多個(gè)雪崩光電二極管,、PIN二極管,以及其他需要高偏置電壓的器件,。這些升壓轉(zhuǎn)換器可以從3 V輸入生成125 V輸出,,負(fù)載電流最高3 mA。
圖4.3 V輸入到250 V輸出的2級升壓轉(zhuǎn)換器
圖4所示的轉(zhuǎn)換器利用3 V輸入,,將125 V輸出提升到250 V輸出,,且支持約1.5 mA電流,。在通信領(lǐng)域,,有許多器件都需要從低輸入電壓源中獲得這么高的偏置電壓。
到底可以達(dá)到多高或多低,?
在需要極高電壓的情況中,,無論是正電壓或負(fù)電壓,升壓轉(zhuǎn)換器都可以使用多級來將輸出升高至2倍,、3倍甚至更多,。圖1和圖2中所示的轉(zhuǎn)換器展示了在兩個(gè)方向(正電壓和負(fù)電壓)如何將開關(guān)電壓翻倍,。圖5中所示的3級升壓轉(zhuǎn)換器可以從12 V輸入生成8 mA、375 V輸出,。
圖5.12 V輸入到375 V輸出的3級升壓轉(zhuǎn)換器
注意:可用的輸出電流必須隨著輸出電壓上升而下降,,這是因?yàn)殚_關(guān)電流能力沒有改變。例如,,用于提供20 mA電流的單級轉(zhuǎn)換器在添加第2個(gè)級時(shí),,會提供約10 mA電流。添加更多級時(shí),,始終確保峰值開關(guān)電流始終位于可保證的開關(guān)限流值范圍內(nèi),。
輸出電壓檢測得到簡化
LT8365提供單個(gè)FBX引腳來檢測輸出電壓。如本文中所示的所有示意圖一樣,,由連接到FBX引腳的簡單電阻分壓器來檢測輸出電壓,,無論輸出極性為何。
結(jié)論
LT8365支持需要對低至2.8 V的輸入電壓實(shí)施緊湊,、高效,、高輸出電壓升壓轉(zhuǎn)換的應(yīng)用,這在通信領(lǐng)域是非常常見的,。它也可以用作反相轉(zhuǎn)換器,,在常用的拓?fù)渲校瑒t可用作(例如)CUK和SEPIC轉(zhuǎn)換器,。LT8365采用小型散熱增強(qiáng)16引腳MSOP封裝,。