Boost 轉換器便攜式應用電路集錦

Boost 轉換器在常見的便攜式應用中能有多少機會露面呢？最普通的當然屬于能升壓的轉換器，但有時候它也可以用別的名義出現(xiàn)，頗有一點多面手的樣子，現(xiàn)在就讓我們一起來看看它是如何被使用的。

我在電源管理領域最初的見識就來自 Boost 轉換器，那時候傳呼機還是大路貨，數(shù)碼相機剛起步，小荷才露尖尖角的是 MP3 播放器，這兩個東西的大紅大紫都是后來的事，以索尼為代表的廠商所出品的 CD/MD 播放器是那時候的當紅炸子雞，磁帶播放器還在被大量使用，直到現(xiàn)在我手里還有一個已經(jīng)不能工作了的殘品，它們大多以 AAA 或 AA 規(guī)格的干電池為電源，每一粒的額定電壓只有 1.5V，偶爾遇到可以充電的鎳氫電池或鎳鎘電池還會讓我欣喜，而它們的額定電壓是更低的 1.2V，與之對應的是那時大多數(shù)集成電路的工作電壓還是 5V 或 3.3V，有個中山的朋友將凌陽方案 MP3 播放器的工作電壓調整到 2.8V 都是一大創(chuàng)新，帶來的問題時總有那么一些機子需要在發(fā)現(xiàn)不能正常工作時要去調整輸出電壓的反饋電阻，所以能夠升壓的 Boost 轉換器就成了必要之選，RT9261、RT9262 和 RT9266 是那時候的熱門產(chǎn)品，我的工作就是幫助客戶設計電路并解決生產(chǎn)中的各種問題，由此逐漸對電源管理有了一些認識。相對而言，RT9261 比較簡單，一顆芯片只有三條腿，RT9262 比較復雜（兩個子型號里分別含有電壓檢測和線性穩(wěn)壓器的功能），前者適合簡單系統(tǒng)使用，后者在復雜系統(tǒng)里就用得多一些，中規(guī)中矩的 RT9266 則一直是個熱門，因為它既簡單又強大，可以滿足很多應用的需求，在資源緊缺的日子里曾以全能打手的身份去滿足很多產(chǎn)品的完整電源需求，一臺數(shù)碼相機的使用量就可多達 6 顆以上，而且品質非?？煽?，深得客戶的信賴，與之對應的是幾年才壞一顆都要有詳細的分析報告，直到找出問題根源并得到改善為止，這種精益求精的精神也給我留下了深刻印象，與曾經(jīng)遇到過的某些廠商的做法形成了很鮮明的對比，所以我在一段時間里對某些國產(chǎn)貨是有深深的不信任感的，直到如華為這樣的廠商的真正成長才改變了我的消費習慣，現(xiàn)在我就完全是個國貨擁躉了。

這是 RT9266 最常用的電路之一，實際使用在便攜式產(chǎn)品里時大多使用陶瓷電容，而且實際容量也會比圖中的數(shù)據(jù)小很多，輸出電壓紋波還特別小。RT9266 既有內含的開關管，又可外加開關管擴流、加壓，負載電流可大可小，輕載時就以自適應式的 PSM 工作模式予以應對，轉換效率很高，外加開關管后輸出電壓可以很高，完全超越了器件自身的限制，使用起來確實能給人很爽的感覺。

鋰離子電池的出現(xiàn)和 IC 工藝的發(fā)展對電源管理的影響非常大，因為電池單體電壓提升了許多，而 IC 芯片的工作電壓卻越來越低，所以 Buck 轉換器可能是現(xiàn)在被使用得第二多的器件，Boost 的使用機會就少多了，但在很多地方還是離不了它。

鋰離子電池的工作電壓范圍一般為 3.xV~4.xV，USB 端口的標準工作電壓卻是 5V，以鋰離子電池為電源的便攜式產(chǎn)品要給 USB 端口供電時就要用到 Boost 轉換器，而現(xiàn)在的便攜式產(chǎn)品通常都會使用 Buck 架構的充電電路，這時候就可以將該電路反過來使用以完成 Boost 轉換器的工作，這顆充電 IC 就成了支持 OTG 應用的充電 IC 了。這種能夠雙向運行的轉換器沒有增加任何核心元件，只是控制它們工作的邏輯變了，而這些都是由小信號的電路實現(xiàn)的，又完全被集成在 IC 里，對使用者來說是極其友好的，立锜已經(jīng)有很多這類產(chǎn)品在大量供貨。

如上圖，RT9472D 作為 USB 端口、電池和系統(tǒng)之間的電源管理裝置，既可以利用 USB 端口輸入的 3.9V~13.5V 電源為電池進行最大電流為 3A 的充電、為系統(tǒng)提供持續(xù)不斷的電源供應，又可以在 USB 外設接入時為其提供至少可達 5V1A 的供電，使便攜式產(chǎn)品能與各種各樣含有  USB 接口的兼容設備配合工作。

最新的 USB-C 型接口和 PD 協(xié)議的發(fā)展給 USB 接口的應用帶來了新的空間，電壓的擴展和供需角色的變化也給電源管理帶來了新的課題，將來可能任意兩個設備都可以連接起來并經(jīng)過協(xié)商以后確定各自在電源供需方面的作用，所以能夠雙向工作并同時支持 Buck 和 Boost 兩種模式的電源轉換器的出現(xiàn)是個必然。

上圖所示的 RT7885 可支持設備帶有兩個 USB 接口，其中一個是 A 型，一個是 C 型，同時支持 PD 協(xié)議和其他通過 D+/D- 傳輸?shù)乃郊覅f(xié)議，對內可以實現(xiàn)對 2~4 顆串聯(lián)鋰離子電池的充放電管理，對外可接受或輸出 3V~22V 的電壓，它在完成這些工作的時候就需要既能升壓又能降壓，而且是雙向運作的，其中的升壓模式也就是 Boost 工作模式。

此圖所示 RT6190 也是支持雙向自動升降壓的產(chǎn)品，但是擁有更寬的工作電壓范圍，最高工作電壓可達 36V，因為內部沒有包含協(xié)議控制功能而可以有更多的自由使用空間，同時又不會感覺有所浪費，支持的功率范圍也更大，因為它也支持升壓工作，所以也可以被看著是 Boost 轉換器的一種應用。

寫到這里感覺內容已經(jīng)有點多了，為了不至于讓你負擔太重，所以決定暫時打住，我們下次再繼續(xù)聊這個話題。