雪崩光電二極管 (APD)、壓電換能器 (PZT)、真空熒光顯示器 (VFD) 和微機電系統(tǒng) (MEMS) 的偏置需要高壓電源。高壓電源為每個行業(yè)提供了良好的服務(wù)，它的存在是強大的機械和工具背后的原因。本應(yīng)用筆記展示了三種利用低輸入電壓創(chuàng)建高輸出電壓的拓撲結(jié)構(gòu)。以功率密度和電路尺寸為中心，對每種技術(shù)的關(guān)注點和弱點進行了檢查。應(yīng)用筆記的末尾提供了區(qū)分基于變壓器和基于電感器的結(jié)果的測試信息。

　　

許多 APD 應(yīng)用所需的高壓偏置 (75V) 來自 3V 電源。該要求帶來了以下挑戰(zhàn)：

　　高壓 MOSFET 通常不采用 3V 低柵極驅(qū)動電壓運行。
　　高壓 MOSFET 的漏極-源極電容較大，需要電感器中有能量才能將漏極轉(zhuǎn)換為輸出電壓。由此產(chǎn)生的損耗高達 1/2 fswitch×CDSVOUT。
　　高壓 MOSFET 比低壓 MOSFET 更大且更昂貴。開關(guān)控制器 IC 中很少見到高壓功率 MOSFET。
　　極端的占空比會導致低效率的短關(guān)斷時間或低開關(guān)頻率。較低的開關(guān)頻率會導致較高的紋波，并且需要較大的磁性元件。
　　應(yīng)用領(lǐng)域

　

　　圖 2 的電路產(chǎn)生 75V 的 APD 偏置。由于變壓器降低了開關(guān)上的電壓應(yīng)力，因此您可以使用小型 6 引腳 SOT23 器件，例如 MAX1605。該 IC 中的 28V、500mA MOSFET 綽綽有余，因為它只能看到 VIN + (VOUT – VIN)/N = 17V 的峰值電壓。通過較高的匝數(shù)比，電路可以處理更高的電壓。
　　實驗比較、電感器和變壓器方法
　　為了公平比較高壓轉(zhuǎn)換器中的電感器與變壓器，選擇了具有以下功能的開關(guān)轉(zhuǎn)換器：
　　外部 MOSFET
　　可調(diào)開關(guān)頻率
　　可調(diào)電流限制
　　提供評估套件
　　MAX668電流模式控制器滿足這些標準，同時無需前饋電容器。圖 9 的電路允許您通過將變壓器替換為電感器以及替換 MOSFET 來比較性能。

　　　

MAX668集成了MOSFET驅(qū)動器，可有效驅(qū)動IRF7401MOSFET的48nc入口充電。借助隨附的組件，它構(gòu)建了一個基于電感器的150V升壓轉(zhuǎn)換器。以下組件與MAX668評估套件結(jié)合使用：

　　電感：Coilcraft DO1813P-472HC 4.7μH、2.6A 0.054Ω 電感
　　超快速二極管：ES1D 200V 15ns 反向恢復時間
　　MOSFET：IRF640NS 200V 0.15Ω QG = 67nC，COSS = 185pF，并提供超過 2A 的 5.5V 柵極驅(qū)動
　　檢測電阻：50mΩ檢測電阻