3.3V锂离子电池降压/升压电源需要一个电感器

升压加LDO（MAX1701）组合为降压-升压应用中的单端初级电感转换器（SEPIC）和反激式电路提供了更简单的高性能替代方案

由于锂离子电池和3.3V电源最近变得如此流行，便携式设备设计人员通常必须创建由单个Li+电池供电的3.3V电源。Li+电池在其放电周期中的输出范围高于和低于3.3V，这一事实使设计复杂化。

这种情况需要一种称为“降压/升压转换器”的特殊电路，该电路能够进行升压和降压转换。多年来，便携式设备工程师在从四个镍镉电池的输出中获得5V时一直遇到类似的问题，因此降压/升压要求并不是什么新鲜事。

使用反激式转换器很诱人，但变压器的尺寸和费用以及这种转换器类型产生的额外噪声促使人们寻找替代方案。例如，单端初级电感转换器（SEPIC）更安静，但降压/升压电路的效率有限（通常最多为85%），并且需要一个变压器或两个电感器（而大多数DC-DC转换器需要单个电感器）。

第三种选择很容易被忽视，因为它使用线性稳压器，并且在锂离子电池充满电（约4.2V）时效率受到影响。然而，这种方法（图1）提供的电池寿命比其他两个降压/升压电路更长。对于锂离子电池放电循环的大部分时间，电池电压在该转换器表现出出色效率的范围内。

图1.该降压/升压电路对于高于3.3V的输入采用降压（线性稳压器）模式，对于低于3.3V的输入，采用升压（开关稳压器）模式。

图1所示电路的操作非常简单。当输入电压高于3.3V时，IC停止开关，输入电压通过由Q1/ 11/ 12/ 13，以及IC内部的运算放大器。当输入低于3.3V时，IC用作升压型开关稳压器，并将输出升压至3.3V。对于这种情况，MOSFET 完全导通，提供从漏极到源极的虚拟短路。

正如预期的那样，电池电压在 4.2V 峰值时的效率最小（图 2）。然而，对于小于500mA的3.6V输入和输出电流，效率高于89%。这种行为非常重要，因为锂离子电池在其大部分放电周期内输出接近3.6V。对于3.3V至3.6V的输入，效率甚至更好。当IC作为升压开关转换器工作时，效率也非常出色，对于低于3.3V的电池电压也是如此。

图2.图1所示电路的效率随输入电压和负载电流而变化，但当输入电压最大（4.2V）时，它假定最小值恒定。

审核编辑：郭婷