扩展升压控制器的输入电压范围

随着越来越多的电子设备采用锂离子 (Li-ion) 电池供电，设计高效且稳健的电源非常重要。使用电池供电的小型设备发展迅速，例如：平板电脑、掌上游戏机、视频播放器、数字相框等。一般而言，这些设备都使用可再充锂离子 (Li-Ion) 电池作为电源。

看看你周围：我相信你至少有两三个电子设备正在关闭电池电源。我最近买了一台新的笔记本电脑，它时尚、紧凑的设计给我留下了深刻的印象，它仍然提供了出色的电池寿命。但是，我们必须记住，锂离子电池会不断充电和放电，这会影响系统内其他集成电路的运行。

宽输入电压范围 DC/DC 控制器通常具有内置欠压锁定 (UVLO) 电路，以防止转换器在输入电压低于 UVLO 阈值时误操作。在负载瞬变或超级电容器放电的情况下，输入电压可能会降至 UVLO 阈值以下，从而导致系统意外关闭。此外，这些控制器通常不能用于输入电压始终低于 UVLO 阈值的应用中。我们可以考虑采用分轨方法来扩展升压转换器的输入电压范围，但允许在输入电压低于 UVLO 阈值的应用中使用这些控制器。

Texas Instruments 的TPS43060和TPS43061低静态电流同步升压 DC/DC 控制器具有宽输入电压范围，通常用于 5V、12V 和 24V DC总线电源系统。

TPS43060和TPS43061是低I Q 电流模式同步升压控制器，支持4.5V至38V（绝对最大值为该器件产生的功率损耗较低低，并且采用带PowerPAD的3mm×3mm WQFN-16封装，可以在扩展级温度范围（-40°C至150°C）内支持高功率密度且高可靠性的升压转换器解决方案。

TPS43060含有一个7.5V栅极驱动电源，适合驱动各种MOSFET.TPS43061具有一个5.5V栅极驱动电源，驱动强度针对低Q g NexFET功率MOSFET进行了优化。另外，TPS43061为高侧栅极驱动器提供了一个集成型自举二极管，从而减少了外部部件数量。

TPS4306x:58V 最大输出电压

VIN 范围：4.5V 至 38V（绝对最大值为 40V）

TPS43060：针对标准阈值 MOSFET 优化的 7.5V 栅极驱动器

TPS43061：针对低 Qg 优化的 5.5V 栅极驱动器 NexFET功率 MOSFET

支持内部斜率补偿的电流模式控制

可调频率范围：50kHz 至 1MHz

同步外部时钟功能

可调软启动时间

电感器直流电阻 (DCR) 或电阻器电流感测

输出电压电源正常指示器

±0.8% 反馈基准电压

5μA 关断电源电流

600μA 静态工作电流

集成引导加载二极管 (TPS43061)

逐周期电流限制和热关断

可调节的欠压闭锁 (UVLO) 和输出过压保护

小型 16 引脚 WQFN (3mm × 3mm) 封装，带有 PowerPAD

运行 TJ范围：–40°C 至 150°C

同步整流和紧凑的 3mm x 3mm 16 引脚解决方案可为大电流应用提供高效率和高功率密度。TPS43061 是可支持分离轨配置的升压控制器示例。如图 1 所示，升压转换器的输入电源可以分为两个轨：功率级输入轨和控制器的偏置输入轨。功率级轨是升压转换器的输入，用于功率转换。偏置输入轨用于为控制器本身供电，它可以是一个额外的辅助电源或来自输出。通过分离轨配置，TPS43061 可以支持低至 1.9V 的输入。

图 1：分体式导轨配置

在一些只有一个输入电源的应用中，输入电源电压在启动时可能高于 UVLO 开启阈值，但之后可能会低于该范围，从而导致意外停机。一个例子是使用光伏板结合超级电容器作为输入电源的电力系统；由于电容器放电，输入电压可能会下降到 UVLO 阈值以下。对于此类应用，如果输出电压在偏置输入规范范围内（或者，换句话说，如果 V OUT大于 UVLO 开启阈值），则 V OUT可以作为偏置电源通过一个二极管，如图2所示。

图 2：V IN从TPS43061 的V OUT偏置

锂离子电池用于智能手机、平板电脑和笔记本电脑等多种应用，由于放电和充电，单节锂离子电池的电压范围为 2.7V 至 4.2V。对于这些应用，除了电池输入之外，我们还需要一个单独的偏置电源。如图 3 所示，连接到偏置轨的 4.5V 或更高的电源可以为控制器供电。由于偏置电源需要提供低电压，我们可以将系统内高于 UVLO 开启阈值的另一个电源轨连接到偏置轨。另一种方法是添加一个可以产生偏置电压的电荷泵。

图 3：从附加电源偏置的V IN

分离轨方法将电源轨与偏置电源轨分开，以消除对电源轨最小工作电压的限制。通过扩展升压控制器的输入电压范围，我们将有更多时间设计下一个必备小工具。考虑为我们的下一个分离轨设计使用TI 的TPS43060和TPS43061低静态电流同步升压 DC/DC 控制器。