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扩展升压稳压器输入、输出电压范围的级联 MOSFET

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  在 IC1的 VCC脚和电感 L1的一只脚上加上输入电压 VIN,使 IC1的内部 MOSFET 开关Q1 导通,于是逐步增加了从VIN通过 L1、Q1和内部电流检测电阻R1的电流量。当电路内部的控制器监测到检测电阻R1上的电压并达到一个预设的电流限值时,就关断Q1。

  流过L1电流的中断会升高电感上的电压,使二极管D1正偏,D1导通,为输出电容器C1充电至一个较高电压,这个电压高于单独的输入电压。输入电压、L1的电感以及通过 R1的预设峰值电流都会影响Q1的导通时间、IC1的FB(反馈)脚检测的输出电压,并且其外接元件决定了Q1的关断时间。为了维持运行以及设定Q1的关断时间,IC1的内部控制器必须用Q1和R1监视通过L1的电流。

  当应用所需输出电压高于内部晶体管的击穿电压时,可以再接一个更高电压的 MOSFET Q2(图 2)。为保持电路通过 L1 和 IC1 的SW 脚的电流路径,要将外接晶体管接成级联方式,或采用共栅级结构。

  Q2由一个低导通电阻、低栅极电压阈值的 MOSFET 以及Q2栅-源极之间的二极管D2组成。为保证电路的正常运行,VCC(本例中为 5V)必须超过Q2的栅极导通阈值电压。在工作时,IC1的内部控制电路使Q1导通,将Q2源极拉至地电位,5V左右的栅源电势使Q2导通。

  外接了Q2 以后,电流流经电感L1、外接晶体管Q2、内部晶体管Q1和检测电阻R1,IC1 的控制电路看上去没有什么不同。当电感电流达到预设值时,Q1关断,Q2没有了源极电流的流通路径。Q2 漏极电压快速上升达到所需输出电压与D1 压降之和。随着漏极电压的升高,Q2 的漏-源电容会将 MOSFET 浮动的源电压拉至5V以上,从而使D2正偏,IC1的SW脚电压变成5V与一个二极管压降之和,并将Q2的源极箝位在相同的电压上。

  图中是一个升压转换器,它从9V电源(V )为一个激光电路提供4mA 180V输出(VOUT)的偏压。在本应用中,5V输入电源要求能提供足够的电流(通常在数毫安量级),驱动 IC1的内部逻辑和级联MOSFET Q2的栅极。可以用一支降压电阻和齐纳二极管稳压器(图中未显示)从9V获得需要的5V电源。可以用一个公共电源驱动电感和IC1,也可以用一个不超出 Q2额定击穿电压的独立电源驱动电感和IC1。级联电路也可以产生不超出Q2额定击穿电压值的任何输出电压。其它元件则选用相应的额定电压,例如,电感L1和电容C1的额定击穿电压应大于要求的输出电压值。

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