高效率升压转换器应用技巧

提升LED TV 背光系统的中压升压转换器效率。

我们可以看到导通期间的传导损耗来自于Rsense、Rdson和Rcoil，本文不讨论减小Rcoil的方法，下面将分别探讨如何减小Rsense和Rdson。

在PFC应用中，Rsense值由最大额定功率来决定，在出现异常过流情况时，Rsense上的电压应当达到逐脉冲限流电平（Vcslim），需要保留10%的余量范围，因而可由下式计算Rsense：对于本文探讨的应用，我们同样应当遵循这个公式。

Rsense的功耗为：，因而我们可以看到Rsense的功耗与Vcslim成比例。

标准PFC控制器的Vcslim约为0.5V至1.2V，以期避免噪声带来的错误触发。

在FAN7930CM中Vcslim为0.8V。

因为输入电压相对较高，而IQRMS相对较低，这个数值对于PFC应用是合适的。

但对于24V输入应用，这一电压太高，使得PRsense过大。

例如，我们使用飞兆半导体公司提供的设计工具，计算72WPFC（90VAC输入、400V/0.18A输出）的Rsense的功耗。

我们得到结果：Rsense=0.289Ω，Rsense的功耗为0.22W。

然后得出Rsense上的效率损失为0.22/72乘以100%=0.31%，如果我们使用相同的设计工具，计算具有24V 输入、180V/0.4A输出的72WPFC控制器，其结果为：Rsense=0.077Ω，Rsense的功耗为0.96W，因而效率损失为0.96/72乘以100%=1.33%，相比90VAC输入状况高出三倍。

为了减小Rsense的功耗，我们设计了如图2所示的电压垫高（Voltageblockup）电路，使用分压器R1和R2在Vrs和Vsense引脚之间引入一个电压差，通过这个电压差，Vsense能够以较低的Rsense电压来达到。

基于反相SEPIC的高效率降压/升压转换器的实现许多市场对高效率同相DC-DC 转换器的需求都在不断增长，这些转换器能以降压或升压模式工作，即可以将输入电压降低或提高至所需的稳定电压，并且具有最低的成本和最少的元件数量。

反相SEPIC（单端初级电感转换器）也称为Zeta 转换器，具有许多支持此功能的特性（图1）。

对其工作原理及利用双通道同步开关控制器ADP1877的实施方案进行分析，可以了解其在本应用中的有用特性。

图1. 反相SEPIC 拓扑结构初级开关QH1 和次级开关QL1 反相工作。

在导通时间内，QH1接通，QL1 断开。

电流沿两条路径流动，如图 2 所示。

第一条路径是从输入端经过初级开关、能量传输电容(CBLK2)、输出电感(L1B)和负载，最终通过地流回输入端。

第二条路径是从输入端经过初级开关、地基准电感(L1A)和地流回输入端。

图2. 电流流向图；QH1 闭合，QL1 断开。

在关断期间，开关位置刚好相反。

QL1 接通，QH1 断开。

输入电容(CIN)断开，但电流继续经过电感沿两条路径流动，如图3所示。

第一条路径是从输出电感经过负载、地和次级开关流回输出电感。

第二条路径是从地基准电感经过能量传输电容、次级开关流回地基准电感。

图3. 能量传输图；QL1 闭合，QH1 断开。

应用电感伏秒平衡原理和电容电荷平衡原理，可以求得方程式1所规定的均衡直流转换比，其中D 为转换器的占空比（一个周期的导通时间部分）。

上式表明：如果占空比大于0.5，输出端将获得较高的调节电压（升压）；如果占空比小于0.5，调节电压会较低（降压）。

此外还可分析得到其它相关结果：在无损系统中，能量传输电容(CBLK2)上的稳态电压等于VOUT；流经输出电感(L1B)的直流电流值等于IOUT；。

提升LED TV背光系统的中压升压转换器效率 低电压范围升压转换器通常用于移动设备，以便将电池电压（1.2V至4.2V）提升到较高的电压水平（如1.5至20V），从而为应用电路供电。

在这个电压范围里，传导损耗是主要的考虑因素。

市面上存在许多专门设计用于这些应用的器件，连续传导模式（CCM）是这些器件的主要工作模式。

 高电压范围升压转换器通常用作具有90V至270VAC输入和约400VDC输出的PFC转换器，在这些应用中，传导损耗并不像在低电压升压转换器中那幺重要，需要更多地考虑开关损耗和抗噪声能力。

因而PFC控制器通常采用某些特别的设计要素如临界导通（CRM）工作模式、更高的电流感测电压。

PFC控制器由于市场巨大而被广泛使用。

 LEDTV背光应用需要24VDC输入、180VDC0.4A输出升压转换器，相比前面提到的低电压和高电压范围升压转换器，这类中等电压升压转换器很少用于消费电子产品。

在这种电压和额定功率值范围中，传导损耗、开关损耗和抗噪声能力均需予以考虑，很难找到一款适合的较廉价的器件。

 拓扑和器件选择考虑事项 在设计消费产品解决方案时，始终需要避免使用昂贵的拓扑和器件。

而且，由于DC输入节点和输出节点（LED阵列）均位于次级端，因而LED背光照明级无需进行隔离。

即便我们还有软开关谐振半/全桥拓扑等其它选择，升压（boost）拓扑是LEDTV背光照明电源应用的最佳核心拓扑。

 考虑到用于移动设备的升压控制器具有高PWM频率（通常为500KHz至6MHz）和低噪声兼容性（电压模式或低电流感测电压）。

用于AC/DC电源的PWM控制器似乎更合适，因其具有高栅极驱动电压（超过10V）和高电。

高效能够升压三电平变换器的研究与应用近年来，电力电子技术在电力系统中的应用越来越重要。

而随着科技的不断发展，三电平变换器的应用也变得越来越普遍。

相较于传统的两电平变换器，三电平变换器具有更高的效率和可靠性，可以大大提高能源利用率。

本文将阐述高效能够升压三电平变换器的研究和应用。

一、三电平变换器原理三电平变换器是一种将一个直流电压转换为另一个直流电压的电力电子设备。

它由两个半桥电路组成，每个半桥电路中有两个开关和一个中性点。

当两个半桥电路同时开启时，中性点被连接到一个电平上，而当其中一个半桥电路关闭时，中性点被连接到其他电平上。

通过不同的开关组合，三电平变换器可以实现高压、低压和中性点三种不同电平的输出。

二、高效能升压三电平变换器的优势在实际应用中，高效能升压三电平变换器相比传统两电平变换器有以下几个显著的优势：1. 更高的效率通过半桥电路的设计，三电平变换器可以将输出电压调节到多个离散电平，这些电平的间隔较小，可以更精细地控制输出电压。

因此，三电平变换器的效率比传统两电平变换器更高。

2. 更高的可靠性三电平变换器设计了一个中间电平，使得它能够更好地适应大范围电压调节。

同时，在半导体器件的选择和控制方法上，使用了更加高效的技术，使得三电平变换器的可靠性更高。

3. 更小的谐波传统两电平变换器存在的谐波问题，三电平变换器可以通过中间电平有效地解决。

在实际的应用中，三电平变换器能够减少谐波的产生，从而更好地保护使用的设备。

三、三电平变换器的应用研究高效能升压三电平变换器的应用研究已经成为当前电力电子技术发展的热点之一。

在实践中，三电平变换器可以应用在多个领域，包括：1. 风力发电风力发电系统的核心即是风能变成电能的转换过程。

为了实现高效能够控制风力发电装置电能的变换，需要稳定的电力电子转换器。

高效能升压三电平变换器恰好就是一种非常优秀、且能耗较低的电力电子转换器。

2. 电动汽车高效能宽电压区三电平变换器在电动汽车中的应用越来越广泛。

高频功率转换器效率提升的最新技术一、高频功率转换器的基本概念与重要性高频功率转换器是一种能够将电能从一种形式转换为另一种形式的电子设备，广泛应用于电源适配器、电动汽车充电器、太阳能逆变器等领域。

随着电子设备对能源效率要求的不断提高，提升功率转换器的效率成为了研究的热点。

高频功率转换器因其体积小、重量轻、效率高等优点，逐渐成为现代电子系统中不可或缺的组成部分。

1.1 高频功率转换器的工作原理高频功率转换器的工作原理基于电磁感应和电子开关技术。

通过电子开关的快速切换，实现电能的存储和释放，从而完成电能的转换。

高频操作可以减少磁性元件的体积和重量，同时提高系统的功率密度。

1.2 高频功率转换器的效率问题效率是衡量功率转换器性能的重要指标之一。

在实际应用中，功率转换器的效率受到多种因素的影响，包括开关损耗、导通损耗、寄生参数损耗等。

因此，提升效率不仅能够降低能耗，还能减少系统的热损耗，延长设备的使用寿命。

1.3 高频功率转换器的应用场景高频功率转换器在现代电子系统中有着广泛的应用。

在电源适配器中，它能够将交流电转换为直流电，为电子设备提供稳定的电源。

在电动汽车充电器中，它能够将电网的电能转换为适合电池充电的电能。

在太阳能逆变器中，它能够将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电，供家庭或工业使用。

二、提升高频功率转换器效率的最新技术2.1 软开关技术软开关技术是一种减少开关损耗的有效方法。

通过在开关过程中引入谐振或零电压/零电流切换，可以显著降低开关损耗，从而提高转换效率。

软开关技术包括零电压开关(ZVS)和零电流开关(ZCS)等。

2.2 同步整流技术同步整流技术是一种提高功率转换器效率的技术。

在传统的功率转换器中，整流二极管在导通时会产生较大的导通损耗。

同步整流技术使用MOSFET或IGBT代替二极管，通过控制其导通和关断时间，实现更低的导通损耗。

2.3 集成磁技术集成磁技术通过将磁性元件与功率转换器的半导体器件集成在一起，减少寄生参数的影响，提高系统的效率。

升压模块效率
升压模块的效率取决于多个因素，包括输入电压、输出电压、开关频率、开关损耗、导通损耗和散热设计等。

一般来说，升压模块的效率在90%左右，但具体效率值需要根据实际应用情况而定。

为了提高升压模块的效率，可以采用以下几种方法：
1.选择合适的开关元件：使用更高效率的开关元件，可减少开关损耗，提高
效率。

2.合理设计滤波电路：合理的滤波装置可以使传导损耗降低，提高效率。

3.提高电路周转时间：通过优化电路设计和参数选取，减少电路传输时间，
降低开关损耗。

4.选取高转换效率的逆变器：选用较高效率的逆变器组件，可降低开关损耗，
提高效率。

5.优化电路拓扑结构：合理的电路拓扑结构设计，可消除其它因素对效率的
影响。

需要注意的是，不同品牌的升压模块在效率上可能会存在一定的差异，因此在实际应用中需要根据具体需求进行选择。

同时，为了确保升压模块的稳定性和可靠性，还需要进行充分的测试和验证。

Maxim公司的MAX77831是2.5V-16V输入18W输出的高效降压-升压转换器.当采用内部反馈电阻时器件的默认输出电压是5V.当采用外接反馈电阻时,也可以配置成3V和15V间任何电压,输出电压通过I2C接口动态进行调整,而器件仅工作在增强PWM(FPWM)模式.SEL引脚允许单个外接电阻进行四个不同的I2C接口从寻址,四个不同开关电流设限阈值,一种在外接/内部反馈电阻之间选择.这四种开关电流设限阈值允许使用更小的尺寸和更小的外接元件.采用外接反馈电阻有更宽的输出电压范围和定制化输出电压.输入电压为2.5V到16V,默认开关频率1.8MHz,通过I2C接口可选择1.5MHz和1.2MHz.具有软起动和多种保护特性如欠压锁住(UVLO),过流保护(OCP),过压保护(OVP)以及热关断(THS).2.86mm x 2.06mm 35 WLP封装,主要用在高达16V的非电池供电应用以及带EN控制的高达16V的电池供电应用.本文介绍了MAX77831主要优势和特性,简化框图,功能框图,典型应用电路图以及评估板MAX77831 EVK主要特性和指标,电路图表,材料清单和PCB设计图.The MAX77831 is a high-efficiency, high-performancebuck-boostconverter targeted for systems requiring wideinput voltage range (2.5V to 16V). It can supply 18W ofcontinuous output power (for example, up to 2A at 9V (VIN≥ 4V)).The IC is available in 5V default output voltage when usinginternalfeedback resistors. The IC can also be configuredto any default outputvoltages between 3V and 15Vwhen using external feedback resistors. The output voltageis adjustable dynamically through the I2C serial interface.TheIC only operates in forced-PWM (FPWM) mode.The SEL pin allows a single external resistor to programfour different I2C interface slave addresses, four differentswitching-current limitthresholds, and selection betweenexternal/internal feedback resistors. The different switching-current limit thresholds allow the use of lowerprofileand smaller external components that are optimized for aparticular application. The use of external feedback resistorsallows for a wider output voltage range and customizableoutput voltages at startup.An optional I2C serial interface allows dynamically controllingtheoutput voltage, slew rate of the output voltagechange, switching-current limit threshold, and switchingfrequency. The I2C-programmed settingshave priorityover the RSEL decoded settings.The MAX77831 is available in a 2.86mm x 2.06mm35-bump wafer level package (WLP).MAX77831主要优势和特性:● Wide Input Voltage Range: 2.5V to 16V● Default Output Voltage• 5V with Internal Feedback Resistors• 3V to 15V with External Feedback Resistors● Default 1.8MHz Switching Frequency• 1.5MHz and 1.2MHz Selectable through the I2CInterfaceMaxim MAX77831 18W高效降压－升压转换器解决方案● Forced-PWM (FPWM) Mode Operation Only ● I2C-Programmable Output Voltage After Startup • 4.5V to 15V (Internal Feedback Resistors)• 3V to 15V (External Feedback Resistors● 18W of Continuous Output Power (VIN ≥ 4V, VOUT ≥5V)● RSEL Configuration • I2C Interface Slave Address • Switching Current Limit Threshold • Internal/External Feedback Resistors● I2C Programming • Output Voltage (DVS)• Slew Rate of Output Voltage Change • Switching Current Limit Threshold • Switching Frequency• Power-OK (POK) Status and Fault Interrupt Masks • Internal Compensation ● Soft-Start● Output Active Discharge● Open-Drain Power-OK (POK) Monitor/Fault ConditionInterrupt ● Protection Features• Undervoltage Lockout (UVLO)• Overcurrent Protection (OCP)• Overvoltage Protection (OVP)• Thermal Shutdown (THS)● High Density Interconnect (HDI) PCB Not Required ● Available in 2.86mm x 2.06mm 35 WLPMAX77831应用:● Non-Battery Powered Applications up to 16V Input● Battery Powered Applications up to 16V Input with ENControl图1.MAX77831简化框图。

高效率峰值电流控制升压DC-DC转换器设计的开题报告
一、选题背景与意义
直流电源电压通常比较低，对于一些特殊场合需要高功率输出的设备，需要升压转换器来提高直流电压。

同时，要保证转换过程中能够尽可能地提高效率，减少能源的损耗。

因此，设计一种高效率峰值电流控制升压DC-DC转换器，能够提高升压的效率，并且使得升压的过程更加稳定和可靠，对于提高节能降耗具有重要意义。

二、研究内容和目标
本研究的目的是设计一种高效率峰值电流控制升压DC-DC转换器，主要研究内容如下：
1. 分析升压DC-DC转换器的原理并且设计出合理的电路结构。

2. 选取合适的元器件并进行参数的选型，包括电感、电容、MOSFET等元器件，保证电路的稳定性和效率。

3. 进行仿真和实验验证，对电路进行有效的测试和评估，为实际应用提供科学依据。

三、研究方法和技术路线
1. 确定升压DC-DC转换器的工作原理，结合控制电路展开电路设计。

2. 选定合适的电感、电容、MOSFET等元器件并进行参数的选型。

3. 利用Matlab和Simulink平台，对升压DC-DC转换器进行建模和仿真。

4. 根据仿真结果，对电路进行优化调整。

5. 利用PCB设计软件进行电路布局和特殊场合的设计要求。

6. 制作电路板并进行实验验证，测试电路性能和效率，对结果进行分析和总结。

四、预期成果
这项研究的预期成果是设计出一种高效率峰值电流控制升压DC-DC转换器，能够提高升压的效率，并且使得升压的过程更加稳定和可靠，从而为实际应用提供科学依据。

同时，该项目的研究成果也将在电子、通信等领域得到广泛的应用。

高性能同步升压型转换器控制器LTC3786,在高功率
升压应用中使用
 LTC3786 是一款高性能同步升压型转换器控制器，用于驱动全N 沟道功率MOSFET。

它所采用的同步整流可提升效率、减少功率损耗、并降低散热要求，从而使得LTC3786 能够在高功率升压应用中使用。

4.5V 至38V 的输入电源范围囊括了众多的系统架构和电池化学组成。

 当从升压型转换器的输出或另一个辅助电源来施加偏置时，LTC3786 在启动之后能够依靠一个低至 2.5V 的输入电源来运作。

55μA 的无负载静态电流延长了电池供电型系统中的运行时间。

 上面给出的原理图和相关的LTspice 仿真是专为高效和小型转换器而设计，此类转换器适于采用锂离子电池组（单节电池的电压为 2.7V 至4.2V）来给智能手机和平板电脑等可再充电USB 设备供电。

由于这种电池组结构非常紧凑，因此发热有可能引发问题，故而需要使用小巧高效的转换器。

LTC3786 凭借其非常高效率的同步操作而成为此类应用的理想选择。

 为了改善效率，选择了具有正好合适的RDS（ON）之MOSFET。

另外，开关频率被设定为350kHz 以最大限度地降低开关损耗并保持小巧的电感器尺寸。

LTC3786 电路需要一个用于偏置的外部5V、10mA 电源。

然。