谐振电路升压转换器可降低超便携式应用开关损耗

实验结果

　　图5是用具有1.6MHz开关频率的FAN5331实现的LC谐振升压转换器。如图所示，LC谐振相关值有C_r= 53pF、L_r= 4.5mH、L = 10mH。因此，由式（1）可求得谐振周期为Tr=48.5ns。典型的输入电压为5.0V，输出电压设置为15.0V，负载电流为50mA。由开关频率可求得开关周期Ts = 0.625ms，输入输出转换占空比D = 0.67、T_on= 420ns及T_off= 205ns。

　　由式（3）可知，谐振电流峰值Irpk=51.4mA，但实验结果却为40mA。当Vo=Vin=5.0V、Po=750mW时，平均输入电流Iin为176mA、Pin=880mW。故由式（4）可算出峰值电感电流Ipk=280mA。

　　图6显示了带有和没有谐振LC网络的传统升压转换器的比较结果。如前关于工作模式中所阐述的，当Q导通时，谐振周期开 始。图7显示了Q导通或关断时的SOA安全工作区域曲线。正如预料，当Q关断时，传统升压转换器的漏极横截面上的电流电压要高得多。漏极横截面上电压电流的详细波形如图8所示。实验结果显示，利用无损LC谐振网络，开关损耗得以有效降低。

　　谐振网络中谐振电感电流的实验结果如图9所示。谐振周期Tr 测量值大约为50ns，与Cr=53pF、Lr=4.5mH时根据式（1）计算的结果一致。

　　图10显示了无损耗谐振LC网络的SOA曲线。比较图7和图10可看出，带有LC谐振网络的升压转换器的SOA比典型的没有LC谐振网络的升压转换器更好。图11比较了带有和没有谐振LC电路的传统升压转换器的效率，由图可见，效率有显著提高，尤其是当DC输入电压较低时。

　　本文介绍了一种可获得更高效率的LC谐振升压转换器电路，给出了详细模式分析和设计指引。实验结果显示，这种LC谐振电路工作良好，可用于超便携式应用以延长电池寿命。