DCDC 转换器数据表 - 电流限制 - 第二部分

在这个由两部分组成的系列的第 1部分中，我谈到了降压或降压 DC/DC 转换器的最大输出电流。在本期中，我将介绍升压或升压转换器。直流升压变换器也称为boost变换器或直流升压斩波器，是可以提升电压的DC-DC转换器，其输出（负载）电压会比输入（电源）电压要高。

开关电源为了要有高效率，其开关需要快速的打开及关闭，而且损失要低。1950年代商用半导体开关的发明对开关电源非常重要，因此像升压变换器之类的开关电源才得以进行。主要的DC-DC转换器技术是在1960年代初期，可以购得半导体开关时发展的。航天产业需要体积小、轻量化而且高效率的电源转换器，因此开关电源快速发展。

升压变换器是属于至少有二个半导体元件（一个二极管及一个晶体管）及至少一个储能元件（电感器）的开关电源。为了降低电压涟波，会在输入端及输出端加装用电容器制作（有时也会配合电感器）的滤波器。

计算升压稳压器的最大输出电流有点复杂，但仍然很简单。

关于升压转换器，首先要了解的是平均电感电流不等于输出电流，就像降压转换器一样。升压调节器仍将控制电感电流，但这代表转换器的输入电流，而不是输出电流。直流升压变换器 [1]  的电源可以用任何适合的直流电源，例如电池、太阳能板、整流子或是直流发电机等。

DC-DC转换器可以将某个电压的直流电转换为不同电压的直流电。直流升压变换器是会提高电压的DC-DC转换器，其输出电压会较输入电压要高。不过因为功率必须守恒，即使在假设效率为100%的条件下，其输出电流都会小于输入电流。

因此，升压转换器通常指定最大 MOSFET 电流而不是最大输出电流。

例如，LMR62421被称为“2.1A 升压稳压器”。

LMR62421是一款易于使用，空间高效的2.1A低侧开关稳压器，适用于Boost和SEPIC DC-DC调节。它提供了所有的有源功能，在最小的PCB区域内提供快速瞬态响应和精确调节的本地DC/DC转换。内部开关频率设置为1.6 MHz，允许使用极小的表面贴装电感器和芯片电容，同时提供近90%的效率。

电流模式控制和内部补偿提供了易用性，最小的组件数量，在广泛的操作条件下的高性能调节。外部关机功能的超低待机电流为80na，非常适合便携式应用。微小的5针SOT-23和6针WSON封装提供空间节省。其他功能包括内部软启动，降低涌流电流的电路，脉冲逐脉冲电流限制和热关闭。

这是指 MOSFET 开关电流而不是输出电流。我们可以使用公式 1 估算升压转换器的最大输出电流：

首先，我们需要通过查看数据表中的效率曲线并找到与我们的应用所需条件接近的一条来估计转换器的效率 η。让我们以 LMR62421 数据表中的示例为例，使用数据表中的信息（图 1）找出将 5V 转换为 12V 时的最大输出电流。

图 1：LMR62421 的数据表摘录

用图 1 中的数据和我们的输入和输出条件填充等式 1，我们可以计算出最大输出电流：

这看起来像是错误的结果吗？真的是说“2.1A”升压转换器只能得到0.73A吗？是的——你使用什么升压转换器没有区别。

这个结果不难理解。对于任何DC/DC 转换器，输入和输出功率几乎相等。如果我们的输出电压高于输入，则输入电流必须高于输出电流，大约为 V OUT /V IN之比，以在两侧提供相等的功率。

由于 MOSFET 看到输入电流，因此其额定值必须远大于所需的输出电流。等式 1 在数学上表示同样的事情，同时考虑了转换器的效率。

因为要找到给定升压稳压器的最大输出电流，或找到具有给定输出电流的升压有点棘手，所以使用 TI WEBENCH ®电源设计器工具是解决该问题的最佳方法。WEBENCH 工具将为我们进行所有计算，并找到一系列符合我们要求的合适转换器。