【导读】自举这项技术实用于大局部升压转换器，可以在转换器的电压降低时坚持驱动重负载。许多便携式设计要求升压转换器将低电池电压转换为更高电压，然而，随着电池电压逐渐衰减，对升压转换器FET的驱动力会降低，有时刻会降低传输到输入的电流。自举技术克制了这一疑问，岂但延伸了电池经常使用寿命，还增强了在驱动重负载时的效率。

这些升压转换器专为提高成效而设计

ADP1612 是一款低老本高效率升压转换器，驳回1.3 MHz，十分适宜必定坚持尺寸小巧的生产电子电路。其中内置关断引脚，可以将静态电流降低至低于2 μA，并以低至1.8 V的输入电压运转，因此十分适宜电池供电的电子器件。然而，随着电池电压降低，其峰值电流也会降低。假设在电池经常使用的最后几小时内，须要平 缓处置，这是无利的，然而，在以低电池输入电压驱动重负载时，这会造成发生疑问。自举技术克制了这个疑问，在提供高输入电流和高效率的同时，准许电池电压降低至更低的水平。

经过升压转换器延伸电池寿命

图1显示了ADP1612的规范评价套件。其中参与了一个200 mΩ电流检测电阻，与电池输入串联，用于测量输入电流。在电池输入电路中参与了一个大型电解电容，用于平滑电感器的电流峰值，以便能够高度准确地测量检测电阻上的平均电池电流。电池电压由数字电压表启动测量，因此，可以用电池电压乘以输入电流来计算输入功率。在输入端参与阻性负载，用输入功率除以输入功率，计算得出转换器的效率。

图1. ADP1612的评价套件。

经过探测开关节点(SW)，可以深化了解DC-DC转换器是如何上班的。在FET接通时，电感电流升高，造成开关节点的底部电压升高，幅度与FET的导通电阻成正比。此电压越低，FET的导通电阻越低。因此，在给定电流下，FET中的损耗也越低。图2显示了驳回非自举性能的开关节点，电池电压为2 V。开关节点的底部电压峰值约为180 mV。

图2. 开关节点电压，2 V输入，非自举。

将电池电压增大到3 V，可以得出图3所示的开关节点波形。咱们留意到，随着电池电压升高，占空比走低，此外，开关节点下半部的电压显著更低，峰值为约80 mV。然而，由于3 V电池电压的FET电流低于2 V电池电压，所以很美观出导通电阻能否确实降低。

图3. 开关节点电压，3 V输入，非自举。

之后，将图1所示的电路转换为自举性能。自举触及到将ADP1612的VIN引脚衔接至输入电压。该局部启动后，由更高的输入电压供电，因此会发生更强的驱动力来驱动FET，但ADP1612并不知道电池的电压水平。经过修正的电路如图4所示。

图4. 从输入电压自举VIN引脚。

使能引脚可以衔接至电池电压VBATT，或衔接至输入电压。假设电池电压降至低于约1.7 V，将其衔接至电池电压会置位欠压包全(UVLO)，然而，在将其衔接至输入电压时，即使电池电压降到远低于此电压的水平，ADP1612也可以继续启动开关。

图5显示在电池电压为2 V，测量输入电压为4.95 V时，非自举和自举性能的效率结果。

图5. 输入电压为2 V时，ADP1612在非自举性能和自举(b/s)性能下的效率。

在图5中，自举性能的效率曲线用实线示意，在轻负载时显著较低。这重要是由于，器件的静态电流（约4 mA）如今来自于输入电压，实践上乘以了因数

咱们还可以看出，在电池电压降低时，由于FET驱动力更高，所以自举电路的重负载电流（高于约260 mA）的效率开局改善。

图6和图7显示在自举形式下，开关节点底部的电压。须要留意的是，自举电路只影响控制器IC的电源电压，不会影响功率门路（电感器和输入二极管）。所以，如今咱们可以间接比拟2 V自举和非自举开关节点电压（图6和图2），以及3 V自举和非自举开关节点电压（图7和图3）。

图6. 开关节点电压，2 V输入，自举。

图7. 开关节点电压，3 V输入，自举。

在低电池电压下，自举电路具备显著的好处。在2 V电池电压下，非自举开关节点电压的峰值为180 mV，自举电路的峰值仅为100 mV，示意导通电阻FET更低，造成的损耗也更低。在3 V电池电压下，自举电路仿佛改善甚微乃至无改善，两个开关节点波形的峰值均为约80 mV。

最低可降至少低？

另一个有用实验是，在输入电压开局丢失稳压性之前，检查电池电压可降低至少低。图8显示自举和非自举形式之间的比拟。

图8. 负载电流与最小输入电压。

在非自举电路中，咱们可以看到，在电池电压低于约1.7 V（如蓝色曲线所示）时，UVLO电路激活。与之同样，图4中所示的自举电路的使能和VIN引脚均衔接至输入电压(5 V)，所以，UVLO电路不会激活，准许电路以更低电压运转。然而，该电路不可凭空发生功率。ADP1612提供峰值限流性能；所以，负载电流越高，所需的电池电压也越高，能力到达固定峰值开关电流所需的负载电流。也因此，图8中的白色曲线会在负载电流升高时，简直成线性增长。

最低上班电压由转换器的最大占空比（约为90%）选择。依据公式

5 V输入电压和90%最大占空比示意最小电池电压为0.5 V，这与图表中所示的结果分歧。

令人惊讶的是，在图8中，当电池电压高于2.2 V时，非自举电路可以提供比自举电路更高的负载电流。这是由于在由输入电压供电时，ADP1612在自举形式下具备更高的静态电流。此外，ADP1612的效率低于100%，这会进一步增大在给定的负载电流下电路所需的输入电流。因此，在自举形式下，所需的输入电压（约150 mV）会稍高于在非自举形式下所需的电压。如之前所述，在更高的电池电压下，自举电路的好处并不显著，而更高的栅极驱动带来的好处并无余以对消自举电路的静态电流升高造成的损耗参与。

其余好处和缺陷

自举性能也会影响电路的启动电压。如今，ADP1612的VIN引脚由输入供电，其电池电压须要比非自举电路高出一个肖特基二极管压降。肖特基二极管中的压降随电流在约100 mV（电流约为50 μA）到高于200 mV（电流更高）之间变动。经过实验发现，非自举电路的启动电压为约1.75 V（等于UVLO阈值），自举电路的启动电压则升高至约1.95 V。

论断：

升压转换器能否已就绪？开局提高成效

自举技术实用于在启动时不会断开电池电压和输入之间衔接的任何升压转换器。可以经过使用具备十分低的静态电流的器件来消弭低下的轻载效率带来的影响。更高的启动电压并不总是疑问，由于在电池耗尽的状况下并不常须要启动电路。

假设在大局部经常使用状况下或高电池电压下，电路的负载电流都相当轻，那么经常使用自举技术或者白费有益。然而，假设是重负载，且电路须要继续运转，直至电池电量耗尽那一刻，那么可以思考经常使用自举电路。

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