电子通信领域正迅速扩展到日常生活的各个方面。检测、传输和接收数据都需要使用大量器件,例如光纤传感器、RF MEMS、PIN 二极管、APD、激光二极管、高压 DAC 等等。在许多情况下,这些器件需要几百伏的电压才能运行,因此需要使用 DC-DC 转换器,以满足严格的效率、空间和成本要求。

 

ADI 公司的 LT8365 是一个多用途单芯片升压转换器,集成了一个 150 V、1.5A 开关,因此特别适用于通信领域中包括便携式器件在内的高压应用。可以轻松从低至 2.8 V 和高至 60V 的输入中生成高压输出。芯片具备可选的展频功能,可以帮助消除 EMI,还有许多其他常用的特性,具体请参见数据手册。

 

图 1 和图 2 所示的转换器被用于从 12 V 输入源为高压 DAC、MEMS、RF 开关和高压运算放大器提供正压和负压电轨。这些转换器在断续导通模式 (DCM)下运行,提供最高 10 mA 电流,以及+250 V 和–250 V 输出电压,转换效率约为 80%。

 

图 1. 12 V 输入到 250 V 输出的 2 级升压转换器。

 

图 2. 12 V 输入到–250 V 输出的 2 级反相转换器。

 

升压比 > 1:40 
在升压转换器中实施 DCM 运行的一个优势在于:不论占空比多高,都能够实现高升压比。此外,电感和输出电容的值和物理尺寸都可以减小,从而减小 PCB 上所使用的解决方案的整体尺寸。图 3 所示的电路可以轻松部署到小于 cm2 的空间内。

 

在有些情况下,可用的输入源的电压可能非常低,但却需要高输出电压。此时,可以使用图 3 所示的转换器来驱动多个雪崩光电二极管、PIN 二极管,以及其他需要高偏置电压的器件。这些升压转换器可以从 3 V 输入生成 125 V 输出,负载电流最高 3 mA。

 

图 3. 3 V 输入到 125 V 输出的升压转换器。

 

图 4 所示的转换器利用 3 V 输入,将 125 V 输出提升到 250 V 输出,且支持约 1.5 mA 电流。在通信领域,有许多器件都需要从低输入电压源中获得这么高的偏置电压。

 

图 4. 3 V 输入到 250 V 输出的 2 级升压转换器。

 

到底可以达到多高或多低? 
在需要极高电压的情况中,无论是正电压或负电压,升压转换器都可以使用多级来将输出升高至 2 倍、3 倍甚至更多。图 1 和图 2 中所示的转换器展示了在两个方向(正电压和负电压)如何将开关电压翻倍。图 5 中所示的 3 级升压转换器可以从 12 V 输入生成 8 mA、375 V 输出。

 

注意:可用的输出电流必须随着输出电压上升而下降,这是因为开关电流能力没有改变。例如,用于提供 20 mA 电流的单级转换器在添加第 2 个级时,会提供约 10 mA 电流。添加更多级时,始终确保峰值开关电流始终位于可保证的开关限流值范围内。

 

图 5. 12 V 输入到 375 V 输出的 3 级升压转换器。

 

输出电压检测得到简化 
LT8365 提供单个 FBX 引脚来检测输出电压。如本文中所示的所有示意图一样,由连接到 FBX 引脚的简单电阻分压器来检测输出电压,无论输出极性为何。

 

结论 
LT8365 支持需要对低至 2.8 V 的输入电压实施紧凑、高效、高输出电压升压转换的应用,这在通信领域是非常常见的。它也可以用作反相转换器,在常用的拓扑中,则可用作(例如)CUK 和 SEPIC 转换器。LT8365 采用小型散热增强 16 引脚 MSOP 封装。