高压升压转换器

接线图 2024年01月28日 08:56 149 admin

　　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。高压电源为每个行业提供了良好的服务，它的存在是强大的机械和工具背后的原因。本应用笔记展示了三种利用低输入电压创建高输出电压的拓扑结构。以功率密度和电路尺寸为中心，对每种技术的关注点和弱点进行了检查。应用笔记的末尾提供了区分基于变压器和基于电感器的结果的测试信息。

高压升压转换器第1张　　

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。
　　应用领域

　高压升压转换器第2张

　　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。
　　实验比较、电感器和变压器方法
　　为了公平比较高压转换器中的电感器与变压器，选择了具有以下功能的开关转换器：
　　外部 MOSFET
　　可调开关频率
　　可调电流限制
　　提供评估套件
　　MAX668电流模式控制器满足这些标准，同时无需前馈电容器。图 9 的电路允许您通过将变压器替换为电感器以及替换 MOSFET 来比较性能。

　高压升压转换器第3张　　

MAX668集成了MOSFET驱动器，可有效驱动IRF7401MOSFET的48nc入口充电。借助随附的组件，它构建了一个基于电感器的150V升压转换器。以下组件与MAX668评估套件结合使用：

　　电感：Coilcraft DO1813P-472HC 4.7μH、2.6A 0.054Ω 电感
　　超快速二极管：ES1D 200V 15ns 反向恢复时间
　　MOSFET：IRF640NS 200V 0.15Ω QG = 67nC，COSS = 185pF，并提供超过 2A 的 5.5V 栅极驱动
　　检测电阻：50mΩ检测电阻

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