bandao.com半岛(bandao·中国)电子科技-解锁电源潜能：两相升压技术如何让电池供电更稳定

【导读】于现代电子体系中，升压转换器被广泛用在将低电压电源晋升至更高的不变输出电压，以满意各种负载的供电需求。传统的单相升压拓扑虽然布局简朴，但对于输出电容的机能要求较高，需具有年夜容量和低寄生参数以有用滤除了脉冲电流带来的电压纹波。为冲破这一限定，多相升压转换器应运而生。经由过程采用多通道并联与相位交错节制技能，多相方案不仅显著降低了对于输出及输入电容的依靠，还有有用减小了电流纹波、晋升了转换效率，并于宽负载规模内揭示出优秀的动态相应能力。本文将缭绕多相升压转换器的事情道理、焦点上风和其于现实运用中的体现举行深切切磋。

基在升压道理的开关电源可以或许将低电压转换为更高电压。为实现这一转换，可采用如图1所示的尺度升压拓扑。这类拓扑可以或许确保输出端从电感得到脉冲电流。不外，电压转换器需要不变的输出电压，这使患上输出电容C2的作用至关主要，它必需将脉冲电流转化为不变的固定输出电压。为顺遂完成这项使命，升压稳压器中的输出电容凡是需要具有较年夜容量，例如较高的电容值；同时还有须尽可能降低等效串联电阻(ESR)、寄生电阻、等效串联电感(ESL)、寄生电感。

若要降低对于输出电容的高要求，建议设计多相升压转换器。于多相方案中，两个升压稳压器并联事情并毗连至统一输出电容；两个通道采用180°的时间滞落伍行节制，其电路图如图2所示。此时，输出电容C2于一个周期内会两次得到能量，别离来自电感L1及电感L2。若要得到与图1电路相似的电压纹波，C2电容的容量仅需本来的一半摆布。

图1.一种简朴的升压转换器拓扑布局。

多相升压稳压器的上风不仅表现于输出电容方面，于输入电容相干方面也有所表现。于输入端，升压稳压器不会孕育发生脉冲电流，由于电感会限定电流的上升及降落。然而，如图2所示，两个移相电感线圈也能限定输入电流的颠簸，于是输入电容C1的尺寸一样可以减小。

图2.一种两相升压转换器拓扑布局，经由过程两条路径分配功率以晋升转换效率。

多相升压转换器还有能提高转换效率。经由过程将功率分配到多个路径，每一个元件的峰值电流会降低，从而晋升效率。

图3展示了一个采用集成电路LT8349的现实运用方案。这是一款两不异步升压转换器，其电压规模专为晋升或者不变电池电压而设计；当电池于短期内输出年夜电流时，电池电压会暂时性降落。两相升压转换器很是合适这类事情场景，因为具有移相特征，能从电池获取更持续的电流。

采用LT8349方案的另外一项上风于在：即便于低负载电流前提下，也能实现极高的效率。为了于这类事情模式下到达最好能效，当负载较低时可封闭此中一相。低负载电流下电池自己不会蒙受过年夜应力，电路可单相事情；而当需要数安培的高负载电流时，第二相会主动开启，充实阐扬两相事情的所有上风。这类于低负载运行时封闭某一相的功效称为“相位切除了”。

图3.两相升压转换器晋升电池电压的现实运用（简化示用意）。

图3中的示例电路可将2.5 V电源电压转换为6 V输出电压。于3 A负载电流下，转换效率可达92%；纵然负载电流仅为2 mA时，实测效率仍能到达90%。

多相升压转换器经由过程功率路径的合理分配与相位交错节制，于降低输出/输入电容要求、按捺电流纹波以和晋升总体转换效率等方面揭示出显著上风。特别于高负载与轻负载工况下，借助如LT8349等专用集成电路实现的“相位切除了”功效，体系可以或许于差别事情状况下主动优化运行模式，统筹高效能与低应力。这类矫捷且高效的架构尤其合用在电池供电等对于能量使用率及不变性要求严苛的运用场景。