【干貨】用于通信的高壓升壓和反相轉(zhuǎn)換器
發(fā)布時(shí)間:2019-08-15 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】電子通信領(lǐng)域正迅速擴(kuò)展到日常生活的各個(gè)方面。檢測、傳輸和接收數(shù)據(jù)都需要使用大量器件,例如光纖傳感器、RF MEMS、PIN二極管、APD、激光二極管、高壓DAC等等。
電子通信領(lǐng)域正迅速擴(kuò)展到日常生活的各個(gè)方面。檢測、傳輸和接收數(shù)據(jù)都需要使用大量器件,例如光纖傳感器、RF MEMS、PIN二極管、APD、激光二極管、高壓DAC等等。在許多情況下,這些器件需要幾百伏的電壓才能運(yùn)行,因此需要使用 DC-DC轉(zhuǎn)換器,以滿足嚴(yán)格的效率、空間和成本要求。
ADI公司的LT8365是一個(gè)多用途單芯片升壓轉(zhuǎn)換器,集成了一個(gè)150 V、1.5A 開關(guān),因此特別適用于通信領(lǐng)域中包括便攜式器件在內(nèi)的高壓應(yīng)用??梢暂p松從低至2.8 V和高至60V 的輸入中生成高壓輸出。芯片具備可選的展頻功能,可以幫助消除EMI,還有許多其他常用的特性,具體請(qǐng)參見數(shù)據(jù)手冊(cè)。
圖1和圖2所示的轉(zhuǎn)換器被用于從12 V輸入源為高壓DAC、MEMS、RF開關(guān)和高壓運(yùn)算放大器提供正壓和負(fù)壓電軌。這些轉(zhuǎn)換器在斷續(xù)導(dǎo)通模式 (DCM)下運(yùn)行,提供最高10 mA電流,以及+250 V和–250 V輸出電壓,轉(zhuǎn)換效率約為80%。
圖1. 12 V輸入到250 V輸出的2級(jí)升壓轉(zhuǎn)換器。
圖2. 12 V輸入到–250 V輸出的2級(jí)反相轉(zhuǎn)換器。
升壓比 > 1:40
在升壓轉(zhuǎn)換器中實(shí)施DCM運(yùn)行的一個(gè)優(yōu)勢在于:不論占空比多高,都能夠?qū)崿F(xiàn)高升壓比。此外,電感和輸出電容的值和物理尺寸都可以減小,從而減小PCB上所使用的解決方案的整體尺寸。圖3所示的電路可以輕松部署到小于 cm2的空間內(nèi)。
在有些情況下,可用的輸入源的電壓可能非常低,但卻需要高輸出電壓。此時(shí),可以使用圖3所示的轉(zhuǎn)換器來驅(qū)動(dòng)多個(gè)雪崩光電二極管、PIN二極管,以及其他需要高偏置電壓的器件。這些升壓轉(zhuǎn)換器可以從3 V輸入生成125 V輸出,負(fù)載電流最高3 mA。
圖3. 3 V輸入到125 V輸出的升壓轉(zhuǎn)換器。
圖4所示的轉(zhuǎn)換器利用3 V輸入,將125 V輸出提升到250 V輸出,且支持約1.5 mA 電流。在通信領(lǐng)域,有許多器件都需要從低輸入電壓源中獲得這么高的偏置電壓。
圖4. 3 V輸入到250 V輸出的2級(jí)升壓轉(zhuǎn)換器。
到底可以達(dá)到多高或多低?
在需要極高電壓的情況中,無論是正電壓或負(fù)電壓,升壓轉(zhuǎn)換器都可以使用多級(jí)來將輸出升高至2倍、3倍甚至更多。圖1和圖2中所示的轉(zhuǎn)換器展示了在兩個(gè)方向(正電壓和負(fù)電壓)如何將開關(guān)電壓翻倍。圖5中所示的3級(jí)升壓轉(zhuǎn)換器可以從12 V輸入生成 8 mA、375 V輸出。
注意:可用的輸出電流必須隨著輸出電壓上升而下降,這是因?yàn)殚_關(guān)電流能力沒有改變。例如,用于提供20 mA 電流的單級(jí)轉(zhuǎn)換器在添加第2個(gè)級(jí)時(shí),會(huì)提供約10 mA電流。添加更多級(jí)時(shí),始終確保峰值開關(guān)電流始終位于可保證的開關(guān)限流值范圍內(nèi)。
圖5. 12 V輸入到375 V輸出的3級(jí)升壓轉(zhuǎn)換器。
輸出電壓檢測得到簡化
LT8365提供單個(gè)FBX引腳來檢測輸出電壓。如本文中所示的所有示意圖一樣,由連接到FBX引腳的簡單電阻分壓器來檢測輸出電壓,無論輸出極性為何。
結(jié)論
LT8365支持需要對(duì)低至2.8 V的輸入電壓實(shí)施緊湊、高效、高輸出電壓升壓轉(zhuǎn)換的應(yīng)用,這在通信領(lǐng)域是非常常見的。它也可以用作反相轉(zhuǎn)換器,在常用的拓?fù)渲校瑒t可用作(例如)CUK和SEPIC轉(zhuǎn)換器。LT8365采用小型散熱增強(qiáng)16引腳MSOP封裝。
(來源:ADI, 作者:Jesus Rosales)
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