本文的關(guān)鍵要點(diǎn)

?二極管整流升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器關(guān)斷時(shí)，輸出不會(huì)變?yōu)?V，而是會(huì)輸出VIN-VF的電壓。

?同步整流升壓型型DC-DC轉(zhuǎn)換器關(guān)斷時(shí)，受高邊開關(guān)所用FET的寄生二極管影響，也會(huì)輸出VIN-VF的電壓。

?由于關(guān)斷時(shí)輸出的電壓很低，因此負(fù)載電路可能會(huì)發(fā)生誤動(dòng)aa作，流經(jīng)負(fù)載電路和電壓設(shè)置電阻的電流會(huì)導(dǎo)致待機(jī)功耗增加。

?具有背柵控制功能的同步整流升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器，可以通過取消寄生二極管來使關(guān)斷時(shí)的輸出變?yōu)?V，從而防止負(fù)載電路誤動(dòng)作和待機(jī)功耗增加。

目錄

1.二極管整流升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器

2.同步整流升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器

3.流經(jīng)電壓設(shè)置電阻的電流造成的待機(jī)電流消耗

4.帶背柵控制功能的同步整流方式

前言

通過關(guān)斷降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器停止其開關(guān)工作，使輸出電壓變?yōu)榱悖Ｖ瓜蜇?fù)載電路供電，此時(shí)電源消耗的唯一功耗是電源電路關(guān)斷時(shí)的自耗電流。然而，對(duì)于升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器而言，大多數(shù)情況下，即使因停止開關(guān)而停止升壓工作，電源電壓VIN在輸出時(shí)也不會(huì)被升壓。受流入與輸出端連接的電路的電流影響，可能會(huì)流過比電源電路關(guān)斷時(shí)的自耗電流更多的電流，這可能會(huì)導(dǎo)致計(jì)算待機(jī)消耗電流時(shí)出現(xiàn)問題。

在本文中，我們將分“二極管整流升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器”、“同步整流升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器”、“流經(jīng)電壓設(shè)置電阻的電流造成的待機(jī)電流消耗”和“帶背柵控制功能的同步整流方式”幾部分，來介紹升壓電源關(guān)斷時(shí)對(duì)輸出電壓的影響及對(duì)策。

二極管整流升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器

在二極管整流方式中，由于存在從VIN經(jīng)過電感器和整流二極管的路徑，因此即使開關(guān)工作因關(guān)斷而停止，VOUT也會(huì)輸出（VIN-VF）的電壓。由于電壓仍然施加在負(fù)載電路上，在某些VIN電壓條件下，負(fù)載電路會(huì)消耗電流，待機(jī)消耗電流會(huì)增加。另外，向負(fù)載電路施加半途而廢的低電壓可能會(huì)導(dǎo)致誤動(dòng)作，某些情況下需要配備輸出截止電路。

同步整流升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器

在同步整流的情況下，高邊開關(guān)使用的是FET，在關(guān)斷時(shí)，高邊開關(guān)會(huì)因?yàn)闆]有柵極驅(qū)動(dòng)而處于OFF狀態(tài)。然而，F(xiàn)ET的寄生二極管會(huì)形成電流路徑，因此VOUT還是會(huì)輸出（VIN-VF）的電壓。

流經(jīng)電壓設(shè)置電阻的電流造成的待機(jī)電流消耗

電源有連接到VOUT的電阻分壓器，用來設(shè)置輸出電壓。在工作時(shí)，會(huì)有VOUT÷（R1+R2）的電流流過該電阻。當(dāng)電源關(guān)斷時(shí)，VOUT電壓下降，流過電壓設(shè)置電阻的電流減少，但待機(jī)消耗電流會(huì)增加。可以通過增加電阻值來減小該電流，但該電阻器需要能夠承載誤差放大器輸入偏置電流100倍以上的電流。如果不能承載這樣大的電流，則輸出電壓VOUT將因溫度等因素導(dǎo)致的輸入偏置電流波動(dòng)而發(fā)生較大變化，從而影響輸出電壓誤差，因此不能隨便增加電阻值。2000年以前的電源IC，很多是雙極型產(chǎn)品，輸入偏置電流為數(shù)十微安（μA）級(jí)，因此需要從電壓設(shè)定電阻上流過數(shù)毫安（mA）級(jí)的電流。然而，2000年以后的電源IC，CMOS產(chǎn)品已經(jīng)普及，輸入偏置電流已降至納安（nA）級(jí)，流經(jīng)電壓設(shè)置電阻的電流也降至數(shù)十微安（μA）級(jí)。即便如此，如果是移動(dòng)設(shè)備等通過電池供電的應(yīng)用，微安（μA）級(jí)的電流消耗也會(huì)影響續(xù)航時(shí)間，甚至導(dǎo)致問題發(fā)生。

為了消除電壓設(shè)置電阻造成的電流消耗并減少待機(jī)消耗電流，一些電源產(chǎn)品會(huì)內(nèi)置可在關(guān)斷時(shí)將電壓設(shè)置電阻與GND斷開的開關(guān)。

帶背柵控制功能的同步整流方式

在IC中內(nèi)置有高邊開關(guān)FET的同步整流方式電源IC，有些產(chǎn)品具有向FET的背柵施加偏壓的電路，可通過控制該電路來消除寄生二極管。這個(gè)開關(guān)可以切斷FET的寄生二極管形成的電流路徑，因此在關(guān)斷時(shí)輸出電壓會(huì)變?yōu)?V，從而可以防止負(fù)載電路發(fā)生誤動(dòng)作，并確保電源復(fù)位，還能消除電壓設(shè)置電阻和負(fù)載電路導(dǎo)致的電流消耗（使該消耗電流為零）。