圖 1： 基本升壓穩(wěn)壓器配置，顯示當(dāng)開(kāi)關(guān)打開(kāi)和關(guān)閉時(shí)的電流方向（圖片來(lái)源： Digi-Key Electronics，基于 Texas Instruments 提供的原始資料）
當(dāng)施加 VIN 電壓且電源開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)，電流沿著藍(lán)色路徑，通過(guò)電感器流到地。電感器將電能存儲(chǔ)在其磁場(chǎng)中。二極管反向偏置，隨著其存儲(chǔ)的電能供應(yīng)給負(fù)載，輸出電容器兩端的電壓降低。
相反，當(dāng)電源開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，電流沿著紅色路徑流動(dòng)，因?yàn)楸罎⒌拇艌?chǎng)產(chǎn)生正電壓，并通過(guò)正向偏置的二極管傳輸電感器電能，為輸出電容器充電并供應(yīng)給負(fù)載。
通過(guò)改變電源開(kāi)關(guān)的占空比，控制塊保持恒定的輸出電壓，以響應(yīng)輸入電壓變化和負(fù)載變化。輸出端的電阻分壓器可為控制塊提供電壓反饋，以便調(diào)節(jié)占空比并保持所需的輸出電壓值。
除了這些基本功能之外，集成式設(shè)計(jì)還包括可選的保護(hù)功能，針對(duì)超溫、輸出短路、開(kāi)路負(fù)載條件和輸入過(guò)流等情況提供保護(hù)。
對(duì)基本電路的常見(jiàn)改進(jìn)是使用第二個(gè) MOSFET 替換二極管。第二個(gè) MOSFET 充當(dāng)同步整流器，在電源開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)打開(kāi)。其較低的電壓降減少了功率耗散，同時(shí)提高了穩(wěn)壓器的效率。
在電池供電的設(shè)備中，更高的效率就等于更長(zhǎng)的電池壽命，因而同步設(shè)計(jì)是一大優(yōu)勢(shì)。此外，便攜式設(shè)備和可穿戴設(shè)備通常在空間上受到限制，因此面向這些應(yīng)用的升壓轉(zhuǎn)換器具有很高的集成度。將電源元器件包括在封裝中，將會(huì)限制其供流能力，但在電池供電設(shè)備的設(shè)計(jì)中，這個(gè)缺點(diǎn)是可以接受的。很多此類應(yīng)用長(zhǎng)時(shí)間處于關(guān)斷模式，因而超低的靜態(tài)電流消耗變得至關(guān)重要。
Texas Instruments 提供的 TPS610993YFFT 就是低功耗升壓穩(wěn)壓器的一個(gè)例子（圖 2）。這是一種同步器件，其靜態(tài)電流僅 1μA，但能提供高達(dá) 800 毫安 (mA) 的電流，并在低至 0.7 伏特的輸入電壓下產(chǎn)生 3.0 伏特的輸出電壓。該器件的設(shè)計(jì)目的是在輕負(fù)載條件下最大程度地提高工作效率。它可與堿性電池或充電電池（例如 NiMH 電池或鋰離子電池）配合使用。
圖 2： TPS61099x 系列能夠從 0.7 伏特的輸入電壓提供高達(dá) 5.5 伏特的輸出電壓。（圖片來(lái)源：Texas Instruments）
TPS610993 將電源開(kāi)關(guān)和同步整流器集成到 6 焊球的晶圓級(jí)芯片尺寸封裝 (WCSP) 中，尺寸僅為 1.23 毫米 x 0.88 毫米。由于尺寸小巧，它非常適用于光學(xué)心率監(jiān)測(cè)儀、存儲(chǔ)器液晶顯示屏 (LCD) 偏置驅(qū)動(dòng)器，以及類似的空間受限的應(yīng)用。該器件是 TPS61099x 系列產(chǎn)品的成員，輸出電壓在 1.8 伏特至 5.5 伏特之間。
在為智能手機(jī)攝像頭閃光燈或電池供電的 LED 燈產(chǎn)生更高的電壓方面，microchip Technology 的 MCP1665 采用了不同的方法：它集成了 36 伏特、100 毫歐 (m?) 的 NMOS 電源開(kāi)關(guān)，但在非同步拓?fù)渲惺褂昧送獠慷O管。
圖 3： microchip 的 MCP1665 能夠從鋰離子、NiMH 或 NiCd 電池產(chǎn)生高達(dá) 32 伏的電壓。
該器件能夠從 5 伏電源提供高達(dá) 1000 毫安的電流，并具備多種特性，包括受控啟動(dòng)電壓、工作模式選擇、500 千赫茲 (kHz) 的開(kāi)關(guān)頻率；峰值電流模式架構(gòu)可在廣泛負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效率。
在一些升壓應(yīng)用中，將輸出電壓維持在設(shè)定值并非主要設(shè)計(jì)目標(biāo)。在 LED 背光驅(qū)動(dòng)中，所需的 LED 亮度是通過(guò) LED 燈串的電流的函數(shù)，因此，流經(jīng)分流電阻器的電流形成了控制器的反饋電壓，并決定了升壓電壓。Diodes Incorporated 供應(yīng)的 AP3019AKTR-G1 是經(jīng)過(guò)優(yōu)化的升壓轉(zhuǎn)換器的一個(gè)例子，適合在背光應(yīng)用中驅(qū)動(dòng)最多 8 個(gè) LED 的燈串（圖 4）。
圖 4： AP3019A 驅(qū)動(dòng)器的典型開(kāi)關(guān)頻率為 1.2 MHz，包括可控制 LED 背光燈串亮度的專門功能。
該器件專門針對(duì)空間受限的應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化，內(nèi)部包括電源開(kāi)關(guān)和二極管，開(kāi)關(guān)頻率為 1.2 MHz，允許使用微型外部元器件。AP3019A 采用 SOT-23-6 封裝，能夠提供高達(dá) 550 mA 的電流。
CTRL 引腳是專用的關(guān)斷和調(diào)光輸入：將該引腳連接到 1.8 伏或更高的電壓可啟用器件；連接到 0.5 伏或更低的電壓可禁用器件；應(yīng)用脈沖寬度調(diào)制 (PWM) 信號(hào)可實(shí)現(xiàn) LED 亮度控制。
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