USB应用中的简单降——升压变换器

在USB应用中，往往需要恒定的5V。但是，根据USB标准，输入电压可从4.5V到5.25V变化。所以，必须用变换器来稳压。但是广泛可用的降压或升压变换器不能完全满足要求。而需要1个降一升压变换器。在输入电压高于或低于所希望输出电压时，它很有可能稳定工作。
图1所示降一升压变换器采用Elantec EL7515脉宽调制（PWM）升压dc-dc稳压器，它包含1个内部NFET开关（漏极连接到LX引脚，源极连接到PGND引脚）。简单地增加1个PFET（Q1）和1个二极管（D2）到典型的运放电路，此变换器变成为1个降一升压变换器。

 图1增加2个元件（Q1和D2）到典型的升压dc-dc稳压器的电路配置中，使其变为降一升压变换器
当内部NFET导通时，LX引脚拉到低态，即Q1的源极为低态。Q1、L1和内部NFET构成1个带输入电压源（VIN）的电流环，对L1充电。因此，L1的电流增加。当NFET关断时，LX引脚电压升到VOUT加二极管压降；Q1关闭；L1中的电流累积到输出电容器C5上。L1、D1、C5和D2构成1个电流环。随着L1的电流减少，输出电压由下式设置：
VOUT=1.3[1+（R2/R1）]
变换器电压增益为：
（VOUT/VIN=D/（1-D）
其中D是FET开关周期比（导通时间/截止时间）。
图2和图3示出变换器的效率和稳压曲线。对于大多数负载范围，效率为70%_75%，负载/线稳压优于2%。

图2 在大多数工作范围内变换效率是70%_75%

图3  在大多数工作范围内负线/线稳压好于2%

该变换器也可以用于高压应用中，最大VOUT电压高达17V。其限制是VIN不能比VOUT高的太大（IV），这是因为Q1不是单独控制。然而，实验结果表明，对于需要5V输出电压的USB应用此变换器工作相当好。
图1  增加2个元件（Q1和D2）到典型的升压dc-dc稳压器的电路配置中，使其变为降一升压变换器
图2 在大多数工作范围内变换效率是70%_75%
图3  在大多数工作范围内负线/线稳压好于2%