多相升压转换器的使用方法

发布时间:

2026-04-03

当系统所需的电压高于可用的供电电压时，升压转换器通常是一种理想的解决方案。然而，传统的标准升压拓扑结构并非唯一的选择。在某些应用场景下，移相多相升压转换器能够提供更优的性能：这类转换器在重负载工况下具有更高的效率，同时可有效降低输入与输出电容的容值需求。

基于升压原理的开关电源能够将较低的输入电压提升至更高的输出电压。实现这一功能可采用如图1所示的标准升压拓扑结构。该结构可使输出端从电感获得脉冲形式的电流。但电压转换器需要输出稳定的电压，因此输出电容C₂的作用至关重要——它必须将脉冲电流转化为平滑且恒定的输出电压。为完成这一任务，升压稳压器的输出电容通常需要具备较大的容值，同时应尽量降低等效串联电阻（ESR）、寄生电阻、等效串联电感（ESL）及寄生电感。

若希望降低对输出电容的苛刻要求，可采用多相升压转换器。在多相架构中，两个升压稳压器并联工作，并连接至同一个输出电容。两个通道以180°的相位差交错控制（如图2所示）。此时，输出电容C₂在每个开关周期内会两次获得能量，分别来自电感L₁与L₂。因此，在获得与图1电路相近的电压纹波的前提下，C₂的容值仅需原来的约一半。

多相升压稳压器的优势不仅体现在输出电容上，对输入电容同样有利。在输入端，由于电感限制了电流的上升与下降速率，升压稳压器并不会产生脉冲电流。此外，如图2所示，两相移相电感还能进一步抑制输入电流的波动，从而允许减小输入电容C₁的尺寸。

多相升压转换器还可提高转换效率。通过将功率分散到多个支路，每个元件的峰值电流得以降低，进而提升整体效率。

图3展示了一个采用集成电路LT8349的实际应用方案。该器件是一款两相同步升压转换器，其电压范围专为提升或稳定电池电压而设计。当电池在短时间内输出大电流时，其端电压会暂时下降；两相升压转换器非常适合这种工作场景，其移相特性能够从电池侧汲取更连续的电流。

采用LT8349方案的另一优势在于：即使在轻负载电流条件下，仍可实现极高的效率。为在此模式下达到最优能效，当负载较轻时可关闭其中一相。轻载时电池本身不会承受过大应力，电路可工作于单相模式；而当需要数安培的重负载电流时，第二相会自动开启，充分发挥两相工作的所有优势。这种在轻载运行时关闭某一相的功能被称为“相位切除”。

图3所示的示例电路可将2.5 V的电源电压转换为6 V的输出电压。在3 A负载电流下，转换效率可达92%；即便负载电流低至2 mA时，实测效率仍能达到90%。

升压转换器具有一些特殊的工作模式。两相架构在效率方面具备显著优势——无论是重负载还是轻负载条件下。而经过专门适配的集成电路，使得这种特殊工作方式的实现变得非常简便。

（来源：电源网）

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