采用SOT23封装的降压稳压器和升压稳压器
很多低成本应用都利用线性稳压器把一种电压转换到另一种电压。以微型 SOT23 封装的新型开关稳压器提供了一个完整的紧凑解决方案,它的效率高得多。新型稳压器能达到很高的开关频率,因此外部元件很小,成本也非常低。
美国国家半导体公司(NS)最近推出了一系列小尺寸 SOT23 封装的开关稳压器,并将在未来推出更多集成了功率晶体管的型号。
本文将介绍一些新型号,探讨各自的优点,并将在几个应用实例中说明工程师如何能利用它们来做设计。
升压解决方案
升压拓扑结构的稳压器需要开关一个低端晶体管。这意味着开关元件的位置在开关管脚和接地管脚之间。借助这种组合,不仅能实现升压拓扑结构,而且还能实现单端初级电感转换器 (SEPIC)拓扑结构、回扫拓扑结构和负降压拓扑结构。升压稳压器能提供比输入电压高的输出电压。SEPIC 拓扑结构提供了利用更小或更大的输入电压来稳定某个电压的可能性。这种额外的功能的折衷是效率比经典的升压拓扑结构稍低,元件也要额外增加一个感应器和一个电容器。
回扫拓扑结构提供了与 SEPIC 相同的降压和升压能力,但是它需要的不是两个感应器,而是一个变压器。
所有这些拓扑结构是否能设置在一个特定的低端转接开关中,是否能稳定工作,这在很大程度上取决于电压和电流规格,以及内部或外部补偿电路。
NS公司提供两个版本的 LM2733。一个版本于 1500kHz 的开关频率工作,另一个使用 500kHz 振荡器速度。如果需要,还可以提供尺寸极小的感应器。
典型应用
LM2733 的一个典型用途是为多达 10 个白光LED供电,应用于屏幕背光照明。图 1 描绘了这种应用。当很多 LED 需要相同亮度时,可以串联所有 LED。这样就保证了每个 LED 传导了相同电流,它一般意味着每个LED的亮度相同。当所有 LED 串联时,它们的正向电压会叠加起来。根据配置的LED数量,这需要比较高的电压。由于多数系统中不供应这样高的电压,因此常用的 5V 或 3.3V 需要被提升到需要的电压,才能驱动这一串 LED。NS公司的 LM2733 能提供高达 40V 的输出电压。当使用白光 LED 时,可以串联至少 9 个 LED。流过 LED 的电流大小是由电阻器R1 设置的。
降压解决方案
升压拓扑结构的稳压器需要开关一个高端晶体管。这意味着晶体管的位置在输入电压和开关管脚之间。高端稳压器与以前讨论过的主要用于降压拓扑结构的低端稳压器截然不同。其它拓扑结构包括降压-升压拓扑结构,也称为反相拓扑结构。这种拓扑结构只需要与降压拓扑结构相等数量的外部元件,但可以把正电压转换称负电压。虽然电子产品设计中有时需要负电压,但这种电压不那么常用。
另一种可实现的拓扑结构就是负升压拓扑结构。它可以把负电压转换成更高的负电压。图 2 显示了这种电路的原理图。分析这种电路可能让人非常混肴。下面的提示可以帮助理解这些不常用的拓扑结构。首先,不论接地引脚绝对是处于负电压还是正电压,我们都知道反馈管脚将一直确保其额定值高于接地管脚。多数情况下,反馈引脚的参考地电压是 1.2V。要注意的第二个事实是,Vin 管脚在参考 _Vin节点和稳压器的接地管脚时,实际上处于正电压,上述接地管脚是（负）输出电压。
