便攜式產(chǎn)品一般都采用電池供電，而因?yàn)槌杀竞腕w積方面的考慮，在設(shè)計(jì)上有減少使用電池?cái)?shù)量及體積的趨勢。另外，亦因全球能源問題，各種各類的電池使用已備受關(guān)注了。當(dāng)中包括太陽能電池及燃料電池。

　　而這樣就會(huì)影響到電源電壓比設(shè)備所需的工作電壓為低。這時(shí)候，就必須要追加升壓電路了。一般使用的是DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器。

　　而在這超低輸入電壓的情況下，設(shè)計(jì)工程師就會(huì)面臨以下的難題。

　　1 開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)問題。

　　2 升壓電路的啟動(dòng)問題。

　　3 最大占空比MaxDuty的問題。

　　在這三個(gè)主要問題上，究竟有沒有好的解決方法呢?答案是肯定的。以下，我們會(huì)一一探討。

　　開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)問題

　　傳統(tǒng)DC/DC的工作電壓一般都在1.0V以上，而如果輸入電壓降到0.6V以下，DC/DC的內(nèi)部電路不能正常工作。

　　以圖1為例，若開關(guān)DC/DC的驅(qū)動(dòng)電壓取自輸入電源的話。當(dāng)電源電壓低于DC/DC驅(qū)動(dòng)電壓的時(shí)候，DC/DC便無法啟動(dòng)。

　　圖1 驅(qū)動(dòng)電壓取自輸入電源

　　那么，若如圖2所示，在輸出端取電又如何呢?

　　圖2 驅(qū)動(dòng)電壓取自輸出電壓

　　同樣，當(dāng)電源電壓低于DC/DC驅(qū)動(dòng)電壓，DC/DC根本無法啟動(dòng)及進(jìn)行任何升壓動(dòng)作。但是，若DC/DC一旦被啟動(dòng)，整個(gè)電路便可持續(xù)動(dòng)作了。

　　升壓電路的啟動(dòng)問題

　　在這時(shí)候，又帶出了另外一個(gè)問題，就是在這樣低輸入電壓的情況下如何啟動(dòng)這一顆DC/DC呢?

　　這時(shí)，我們就需考慮增加一個(gè)啟動(dòng)電路，如圖3所示。

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　　圖3 增加啟動(dòng)IC的升壓電路的啟動(dòng)

　　精工電子有限公司(SII)推出的S-882Z系列充電泵產(chǎn)品就能使這個(gè)問題迎刃而解。

　　S-882Z系列按放電開始電壓大小有4個(gè)品種：分別為1.8V、2.0V、2.2V及2.4V，在型號(hào)后綴中用18、20、22及24來區(qū)分。例如，S-882Z20是放電開始電壓為2.0V的充電泵。

　　該系列主要特點(diǎn)：

　　輸入電壓VIN范圍：

　　在Ta=-30～+60℃時(shí)為0.3～3.0V，

　　在Ta=-40～+85℃時(shí)為0.35～3.0V;

　　工作時(shí)的消耗電流在VIN=0.3V時(shí)為0.5mA(最大值);

　　有關(guān)閉控制，在關(guān)閉狀態(tài)或稱休眠狀態(tài)時(shí)耗電小于0.6μA(VIN=0.3V);

　　關(guān)閉控制電壓為放電開始電壓加0.1V(≤3.0V);

　　內(nèi)部振蕩器頻率350kHz;

　　外部僅接一個(gè)啟動(dòng)電容(CCPOUT);

　　小尺寸SOT-23-5封裝;

　　無鉛。

　　S-882Z的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4所示。

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　　圖4 S-882Z內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖

　　下面，我們就來具體看看S-882Z的工作原理(見圖5)。

　　圖5 S-882Z的工作原理

　　1 對(duì)S-882Z系列的VIN端子輸入0.3V以上的電壓時(shí)，振蕩電路就可以開始工作，并從振蕩電路輸出CLK信號(hào)。

　　2 通過此CLK信號(hào)來驅(qū)動(dòng)充電泵電路，并在充電泵電路中將VIN端子的電壓轉(zhuǎn)換為升壓電壓。

　　3 從充電泵電路輸出的升壓電壓，會(huì)緩慢地充電到與CPOUT端子相連接的啟動(dòng)用電容器(CCPOUT)中，因此，CPOUT端子的電壓會(huì)緩慢地上升。

　　4 當(dāng)CPOUT端子電壓(VCPOUT)達(dá)到放電開始電壓(VCPOUT1)以上時(shí)，轉(zhuǎn)換器(COMP1)的輸出信號(hào)就會(huì)從高電位轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娢?。因此，處于“關(guān)”的狀態(tài)的放電控制開關(guān)(M1)會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)椤伴_”的狀態(tài)。

　　5 M1變?yōu)椤伴_”的狀態(tài)之后，CCPOUT處所充電的升壓電力會(huì)從OUT端子處開始放電。

　　6 由于放電，當(dāng)VCPOUT降低到放電停止電壓(VCPOUT2)時(shí)，M1就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)椤瓣P(guān)”的狀態(tài)而停止放電。

　　7 當(dāng)VM端子電壓(VVM)達(dá)到開/關(guān)控制電壓(VOFF)以上時(shí)，轉(zhuǎn)換器(COMP2)的輸出信號(hào)(EN-)就會(huì)從低電位轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娢弧Ｒ虼?，振蕩電路?huì)停止工作，并轉(zhuǎn)變?yōu)樾菝郀顟B(tài)。

　　8 當(dāng)VVM不能達(dá)到VOFF以上時(shí)，會(huì)利用來自充電泵電路的升壓電力來對(duì)CCPOUT進(jìn)行再充電，并返回到(3)的工作。

　　S-882Z系列主要應(yīng)用于太陽能電池、燃料電池等低壓電源的升壓;RF標(biāo)簽內(nèi)部的電壓升壓(如用于高速公路收費(fèi)系統(tǒng));為間斷工作系統(tǒng)提供電源。

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　　最大占空比MaxDuty的問題

　　對(duì)與超低輸入升壓電路來說，為了取得高的輸出電壓，必須要有大占空比的支持。占空比(Duty)的計(jì)算公式是：Duty=Ton/(Ton+Toff)。

　　在連續(xù)電流模式下，占空比(Duty)的計(jì)算公式為Duty=1-Vin/Vout。按照這個(gè)公式來計(jì)算，如果是輸入0.5V時(shí)而輸出5V的升壓電路，最大占空比為90%，一般的升壓電路的占空比為80%～90%，這樣是不能完全滿足要求的。

　　對(duì)于這個(gè)問題，我們可以考慮采用SII的高倍率升壓DC/DC S-8337B，其最大占空比就能達(dá)到94%。S-8337B的主要特點(diǎn)：輸入電壓為1.8～6.0V;基準(zhǔn)電壓為1.0～