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      【干貨】用于通信的高壓升壓和反相轉換器

      發布時間:2019-08-15 責任編輯:lina

      【導讀】電子通信領域正迅速擴展到日常生活的各個方面。檢測、傳輸和接收數據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。
       
      電子通信領域正迅速擴展到日常生活的各個方面。檢測、傳輸和接收數據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行,因此需要使用 DC-DC轉換器,以滿足嚴格的效率、空間和成本要求。
       
      ADI公司的LT8365是一個多用途單芯片升壓轉換器,集成了一個150 V、1.5A 開關,因此特別適用于通信領域中包括便攜式器件在內的高壓應用。可以輕松從低至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,具體請參見數據手冊。
       
      圖1和圖2所示的轉換器被用于從12 V輸入源為高壓DAC、MEMS、RF開關和高壓運算放大器提供正壓和負壓電軌。這些轉換器在斷續導通模式 (DCM)下運行,提供最高10 mA電流,以及+250 V和–250 V輸出電壓,轉換效率約為80%。
       
      【干貨】用于通信的高壓升壓和反相轉換器
      圖1. 12 V輸入到250 V輸出的2級升壓轉換器。
       
      【干貨】用于通信的高壓升壓和反相轉換器
      圖2. 12 V輸入到–250 V輸出的2級反相轉換器。
       
      升壓比 > 1:40
      在升壓轉換器中實施DCM運行的一個優勢在于:不論占空比多高,都能夠實現高升壓比。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。
       
      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,可以使用圖3所示的轉換器來驅動多個雪崩光電二極管、PIN二極管,以及其他需要高偏置電壓的器件。這些升壓轉換器可以從3 V輸入生成125 V輸出,負載電流最高3 mA。
       
      【干貨】用于通信的高壓升壓和反相轉換器
      圖3. 3 V輸入到125 V輸出的升壓轉換器。
       
      圖4所示的轉換器利用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。
       
      【干貨】用于通信的高壓升壓和反相轉換器
      圖4. 3 V輸入到250 V輸出的2級升壓轉換器。
       
      到底可以達到多高或多低?
      在需要極高電壓的情況中,無論是正電壓或負電壓,升壓轉換器都可以使用多級來將輸出升高至2倍、3倍甚至更多。圖1和圖2中所示的轉換器展示了在兩個方向(正電壓和負電壓)如何將開關電壓翻倍。圖5中所示的3級升壓轉換器可以從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,這是因為開關電流能力沒有改變。例如,用于提供20 mA 電流的單級轉換器在添加第2個級時,會提供約10 mA電流。添加更多級時,始終確保峰值開關電流始終位于可保證的開關限流值范圍內。
       
      【干貨】用于通信的高壓升壓和反相轉換器
      圖5. 12 V輸入到375 V輸出的3級升壓轉換器。
       
      輸出電壓檢測得到簡化
      LT8365提供單個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。
       
      結論
      LT8365支持需要對低至2.8 V的輸入電壓實施緊湊、高效、高輸出電壓升壓轉換的應用,這在通信領域是非常常見的。它也可以用作反相轉換器,在常用的拓撲中,則可用作(例如)CUK和SEPIC轉換器。LT8365采用小型散熱增強16引腳MSOP封裝。
      (來源:ADI, 作者:Jesus Rosales)
       
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