解决超低输入电压升压电路挑战：开关驱动与启动策略

本文主要探讨了在电源技术中遇到的超低输入电压升压电路解决方案，特别是针对便携式产品和新型能源电池如太阳能电池及燃料电池的应用。文章指出了设计工程师在处理超低输入电压升压时面临的三个主要挑战：开关器件的驱动问题、升压电路的启动问题以及最大占空比MaxDuty的问题，并提供了相应的解决策略。 1. 开关器件的驱动问题： 当输入电压过低时，传统DC/DC升压转换器的内部电路可能无法正常工作，因为它们通常要求的驱动电压高于1.0V。如图1所示，如果驱动电压取自输入电源，当电源电压低于DC/DC驱动电压时，转换器无法启动。图2则显示，即使驱动电压取自输出端，启动仍然成问题，除非DC/DC已经启动，否则无法进行升压操作。解决方法是设计一种能够在低电压下工作的驱动电路或者利用外部辅助电源。 2. 升压电路的启动问题： 在超低输入电压下启动DC/DC升压转换器是一个关键问题。为了解决这个问题，可以引入专门的启动电路，如图3所示。文中提到了精工电子有限公司（SII）的S-882Z系列充电泵产品，该产品能够帮助在低至1.8V至2.4V的电压下启动升压电路，不同型号适用于不同的启动电压需求。 3. 最大占空比MaxDuty的问题： 在升压过程中，最大占空比是指开关元件导通时间与总周期的比例，它直接影响升压效率和输出电压。在超低输入电压下，为了获得所需的输出电压，可能需要达到或超过理论上的最大占空比，这会带来效率损失和稳定性问题。设计者需要寻找能够支持高占空比工作的拓扑结构或者控制算法，确保在不牺牲效率和稳定性的情况下实现升压。 总结： 在应对超低输入电压升压电路的设计挑战时，工程师需要考虑开关器件的驱动方式、启动电路的设计以及最大化占空比的有效控制。通过创新的解决方案，如采用特殊设计的DC/DC转换器、辅助启动电路和优化的控制策略，可以成功解决这些问题，实现高效可靠的电源转换。此外，工业界的产品，如SII的S-882Z系列，为工程师提供了实用的工具来应对这些挑战，推动便携式设备和可再生能源应用的发展。