以降低的输入电压启动 MAX756 电压转换器。方案、说明

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无线电电子与电气工程百科全书 / 电压转换器、整流器、逆变器

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在一些由原电池或电池供电的小型电子设备中，MAX756芯片及其类似物上使用升压转换器。在连接负载和降低电源电压的情况下启动它们可能很困难。本文致力于解决这个问题。

现代升压转换器能够以非常低的输入电压（通常小于 1 V）获得所需的输出电压。在绝大多数情况下，电压转换器的负载始终连接到其输出。这使得启动转换器并实现其所需值的输出电压变得困难，特别是当电源电压接近最小允许值时。

MAX756升压转换器微电路[1]的简化框图及其连接如图1所示。 XNUMX.

以降低的输入电压启动 MAX756 电压转换器
图。 1

该微电路包含一个用于输出关键场效应晶体管的控制单元和该晶体管VT1本身。这就是升压转换器的微电路的排列方式。除DA1芯片外，电压转换器还包含一个存储电感L1、一个肖特基二极管VD1以及分别位于输入和输出的两个氧化电容器C1和C2。控制单元从转换器的输出接收电力并执行脉宽调节。当晶体管VT1打开时，连接到输出端的负载由电容器C2供电，二极管VD1闭合，电感器L1连接到电源。通过电感器的电流增加并储存能量。晶体管VT1闭合后，电感器自感的电动势脉冲加到电源电压上，并通过开路二极管VD1对电容器C2充电。因此，电感器L1积累的能量被转移到负载。

当电源电压接近最小允许电压时，由于晶体管VT1没有完全打开，启动电压转换器可能很困难。控制装置由输出电压供电，当转换器启动时，该输出电压比电源电压小VD1二极管两端的电压降和电感器L1的有源电阻的值。晶体管VT1未充分开路的沟道具有较大的电阻，这限制了通过电感L1的电流脉冲的峰值。结果，转换器无法同时提供负载电流和对输出电容器C2充电，因此无法达到额定输出电压。

所描述的情况表明，在启动转换器时，有必要将负载与其断开，这将使转换器在空闲时达到标称工作模式。输出电压达到一定值后，输出电容充电完毕，即可连接负载。今后转换器将正常运行。

Maxim 的开发人员已经采取了这条道路，在[2]中展示了如何在连接负载和低电源电压的情况下启动 MAX756 升压转换器。 MAX756 芯片允许您在最大负载电流为 3,3 mA 或 5 mA 时分别在输出端获得 300 V 或 200 V 的固定电压。转换器空闲时启动的最小电源电压为 0,7V。

该转换器具有输入电压降检测器（LBI/LBO 引脚；低电池输入、低电池输出 - 分别是低输入电压检测器的输入和输出）。 MAX756 专为便携式电池供电设备而设计，因此检测器用于在 LBI 输入电压低于芯片设计者选择的某个阈值（1,25 V）时发出警报。在这种情况下，LBO输出通过微电路的开路内部晶体管连接到公共线。如果 LBI 输入端的电压高于 1,25 V，则内部晶体管关闭，lBo 输出处于高阻抗状态。检测器的工作电压可以通过连接到为转换器供电的电池的输入分压器来设置。

LBO 输出处的信号既用于通知用户电池电量低，又用于强行断开电池与设备的连接，以防止电池过度放电。 MAX756微电路的最低启动电压较低(0,7 V)，允许您在其基础上构建由电压为1,5 V的原电池或电压为1,2 V的Ni-Cd或Ni-MH电池供电的电压转换器。不幸的是，在后者的情况下，芯片制造商选择的内部参考电压U的值_п = 1,25 V 无法确定电池放电至 1 V 电压的时刻，电池制造商不建议将其放电至低于该电压。

基于MAX756微电路的转换器电路，通过在启动时间内断开负载来消除低电源电压启动的困难[2]，如图2所示。 756. 使用了 MAX1 芯片 (DA1,25) 的典型内含物。当施加电源电压时，微电路的LBI输入端的电压低于开关阈值(1V)，LBO输出端的电压为低，晶体管VT2和VTXNUMX闭合。

以降低的输入电压启动 MAX756 电压转换器
图。 2

转换器输出端的电压达到该值后

U_康恩=U_皮特(R1+R2)/R2，

晶体管VT1和VT2打开，负载连接到转换器的输出。根据图中所示的电阻器 R1 和 R2 的阻值，当输出电压达到 3,75 V 时，负载将连接至转换器。

最大负载电流与转换器启动电压的关系图[2]如图 3 所示。 1. 上线 - 启动时负载断开，下线 - 不断开。该图显示，在电源电压为 65 V 时，这些值分别为 2,5 和 0,8 mA。当转换器电源电压为 45V 时，启动时的最大负载电流从 45μA 增加到 XNUMXmA。

以降低的输入电压启动 MAX756 电压转换器
图。 3

如图所示2 方案唯一的缺点是：LBI / LBO 输入电压降检测器无法用于其预期目的：发出电源电压（通常是电池）下降到某个阈值以下的信号。

方案如图所示。图4的实施例没有上述缺点。它与文章[2]中提出的不同之处在于设备的输出部分。当转换器通电时，其输出端的电压低于压降检测器DA2的阈值。检测器输出（引脚 3）处出现低电压，晶体管 VT1.1 和 VT1.2 闭合，负载与转换器输出断开。当通电时，输出电容器C3两端的电压开始上升。当达到4,7V时，输出3DA2进入高阻状态，转换器的输出电压通过电阻R1.1提供给晶体管VT1的栅极。在这种情况下，晶体管 VT1.1 和 VT1.2 打开，将负载连接到转换器的输出。

以降低的输入电压启动 MAX756 电压转换器
图。 4

上图。图 5 显示了打开 MAX756 芯片上转换器的更简单版本，从连接负载开始。同时，未使用的 LBI / LBO 引脚允许将转换器微电路的输入电压降检测器用于其预期目的。与图中的图表不同。 4、负载与变换器输出端的连接不是在输出电压达到一定值之后进行的，而是在通电后经过一定的时间延迟后进行的。当转换器通电时，电容器C4放电，晶体管VT1的栅极和源极之间的电压为零，因此晶体管关闭，连接到输出的负载断电。当电容器C4通过电阻器R1充电时，其两端的电压达到阈值izip，此时晶体管VT1打开，并且从转换器的输出为负载供电。

以降低的输入电压启动 MAX756 电压转换器
图。 5

在不考虑转换器输出电容器 C3 充电时间的情况下，负载连接延迟时间 tB 的持续时间（以毫秒为单位）可使用书籍 [1.10] 中的公式（3）计算：

t₃=R1 C4 ln(U_Ø/(_Ø-U_压缩）），

其中R1是电阻器R1的阻值，单位为千欧姆； C4 是电容器 C4 的电容，单位为微法； U_Ø - 转换器的输出电压（以伏特为单位）。

计算时，应记住，指定晶体管 [4] 的 Izip 值可以在 1,5 ... 3,5 V 范围内。通过改变电阻器 R1 的电阻和电容器 C4 的电容，您可以更改负载连接延迟的持续时间，该持续时间是通过实验选择的在最小允许电源电压下建立转换器输出电压的时间。

升压电压转换器MAX756有国产模拟KR1446PN1。您可以使用专为至少 2110 mA 电流设计的另一种晶体管来代替 ZVP4A [200] 晶体管，例如 ZVP2106、BSP315、MMBF2202PT1。 MMDF2P02E是两个p沟道场效应晶体管的组件，其中在根据图2电路的器件中。 2 使用其中之一。也可以用上面列出的晶体管来代替。我们将3904N2三极管更换为进口3903N2、4400N2、4401N315或国产KT3102、KT7307任意字母索引。晶体管组件 IRF7317 可与 IRF7507 或 IRF1 互换。二极管5817N1可用5819N1、5820 NXNUMX代替。

文学

MAX756/MAX757 3.3V/5V/可调输出升压DC-DC转换器。
开关允许低压调节器在负载下启动。 - Maxim 工程杂志，第 21 卷，第 20 页.
Zeldin E. A. 微电路上的脉冲装置。 - M.：无线电和通信，1991 年。
ZVP2110A P 沟道增强模式垂直 DMOS FET.

作者：V. Oleinik

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