从低输入电压产生高输出电压是小尺寸电源装置为小工具甚至高功耗机器供电的原理。这是一种重要的设计架构，特别是对于具有许多功能但需要尽可能小的设备尺寸的嵌入式系统而言。
    简介
    从低输入电压产生高输出电压是小尺寸电源装置为小工具甚至高功耗机器供电的原理。这是一种重要的设计架构，特别是对于具有许多功能但需要尽可能小的设备尺寸的嵌入式系统而言。
    雪崩光电二极管 (APD)、压电换能器 (PZT)、真空荧光显示器 (VFD) 和微机电系统 (MEMS) 的偏置需要高压电源。本应用笔记介绍了三种拓扑（图 1a、1b 和 1c），用于从低输入电压生成高输出电压。讨论了每种技术的优点和缺点，重点是功率密度和电路尺寸。应用说明的末尾提供了实验数据，以对比基于变压器和基于电感器的解决方案。

   

    这些具有三种拓扑结构的高压 DC-DC 转换器用于从低输入电压产生高输出电压。
    许多 APD 应用所需的高压偏置 (75V) 来自 3V 电源。该要求带来了以下挑战：
    高压 MOSFET 通常不采用 3V 低栅极驱动电压运行。
    高压 MOSFET 的漏极-源极电容较大，需要电感器中有能量才能将漏极转换为输出电压。由此产生的损耗高达 1/2 fswitch×CDSVOUT ?。
    高压 MOSFET 比低压 MOSFET 更大且更昂贵。开关控制器 IC 中很少见到高压功率 MOSFET。
    极端的占空比会导致低效率的短关断时间或低开关频率。较低的开关频率会导致较高的纹波，并且需要较大的磁性元件。
    工作原理

    标准升压和反激 DC-DC 转换器可以合并形成图 1c 的混合拓扑。由此产生的合并拓扑将次级绕组反激电压叠加在输入电压和初级绕组反激电压之上（标准反激转换器仅利用次级侧产生的反激电压）。与标准升压转换器相比，该拓扑通过限制 LX 处的电压，从较低电压的 MOSFET 产生更高的输出电压。

    变压器具有以下优点：
    可达到更高的输出电压
    较低的工作占空比
    MOSFET 上的电压较低
    当变压器以断续模式运行并且 MOSFET 中的峰值电流恒定时，还会产生以下优点：
    更高的开关频率产生更低的输出纹波
    高频纹波
    更小的磁体
    MAX1605 和许多其他升压转换器均可用于该拓扑。输出电压受到变压器匝数比、变压器和二极管额定电压、MOSFET 的额定电压和漏极电容以及二极管的反向恢复时间的限制。

 

    图 2 的电路产生 75V 的 APD 偏置。由于变压器降低了开关上的电压应力，因此您可以使用小型 6 引脚 SOT23 器件，例如 MAX1605。该 IC 中的 28V、500mA MOSFET 绰绰有余，因为它只能看到 VIN + (VOUT – VIN)/N = 17V 的峰值电压。通过较高的匝数比，电路可以处理更高的电压。
    小的
    该电路用于从 2.5V 产生 75V。
    在 100V 时，高电容值需要电路板空间，因此滤波器主要由电阻组成。对于相同的截止频率（使用相同的电阻器和电容器），您可以使用图 3 的电路将负载调节误差降低 β 倍。
    小的
    滤波器进一步减少纹波。
    尽管引入了固定的 VBE 压降，但该方法极大地降低了 VOUT 对负载的依赖性。为了在相同负载调节水平下实现更大的纹波降低，可以使用β倍大的滤波电阻。
    结论
    可以采用不同的设计技术将低输入电压转换为高输出电压。这些高压升压转换器足够灵活，可以重新配置。本教程介绍了一些创建效率更高的升压转换器的设计技术。