如何使用多相升压转换器

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当系统需要的电压高于可用电压时，升压转换器是满足此需求的理想选择。然而，经典的标准升压拓扑并不是唯一的解决方案。更好的解决方案可能是相移多相升压转换器。这种类型的转换器在高负载条件下效率更高，并且可以减少输入和输出电容值。

基于升压原理的开关电源可以将低电压转换为更高的电压。为了实现这种转换，可以使用标准升压拓扑，如图1 所示。该拓扑确保输出接收来自电感器的脉冲电流。然而，电压转换器需要稳定的输出电压，这使得输出电容器C2的作用至关重要。它必须将脉冲电流转换成稳定的固定输出电压。为了顺利完成这个任务，升压调节器中的输出电容通常需要有更大的容量，比如更高的电容值；同时，必须尽可能降低等效串联电阻（ESR）、寄生电阻、等效串联电感（ESL）和寄生电感。

图1. 简单的升压转换器拓扑。

为了降低对输出电容的高要求，建议设计多相升压转换器。在多相方案中，两个升压调节器并联运行并连接到同一个输出电容器；两个通道的控制时滞为180，电路图如图2所示。此时，输出电容C2在一个周期内会两次获得能量，分别从电感L1和电感L2获得能量。为了获得与图1 电路类似的电压纹波，C2 的电容只需约为原始电容的一半。

图2. 两相升压转换器拓扑，通过两条路径分配功率以提高转换效率。

多相升压稳压器的优势不仅体现在输出电容方面，还体现在输入电容方面。在输入侧，升压调节器不会产生脉冲电流，因为电感器限制了电流的上升和下降。不过，如图2所示，两个移相电感也可以限制输入电流的波动，因此输入电容C1的尺寸也可以减小。

图3 显示了使用集成电路LT8349 的实际应用。这是一款两相同步升压转换器，其电压范围专门设计用于升压或稳定电池电压；当电池在短时间内输出大电流时，电池电压会暂时下降。两相升压转换器非常适合这种情况，因为它具有相移特性，可以从电池中汲取更多连续电流。

使用LT8349 解决方案的另一个优点是，即使在低负载电流条件下也能实现极高的效率。为了在此工作模式下实现最佳能源效率，可以在负载较低时关闭其中一相。低负载电流下，电池本身不会承受过大的应力，电路可单相工作；当需要几安培的高负载电流时，第二相会自动导通，充分发挥两相运行的所有优点。这种在低负载运行期间关闭相的能力称为“相脱落”。