眾所周知，鋰離子電池能量密度高、重量輕、無(wú)記憶效應(yīng)、自放電小，在便攜式應(yīng)用領(lǐng)域中備受青睞。但是，由于大多數(shù)鋰離子電池的電壓范圍在4.2V(完全充電)至3.0V(完全放電)之間，而后級(jí)電路的輸入電壓會(huì)高達(dá)12V或更高，因此在便攜式應(yīng)用中需要采用升壓拓?fù)浼呻娐贰Ｊ忻嫔系谋銛y式應(yīng)用（例如藍(lán)牙音箱、快充移動(dòng)電源及便攜式POS機(jī)），所常用的Boost升壓產(chǎn)品有：帶外部MOSFET的控制器方案，帶外部二極管的非同步Boost升壓變換器方案，或者輸入/輸出范圍有限的升壓方案。但以上解決方案，存在諸多缺點(diǎn)：其占用空間大，組成部件多，效率也比較低，且在噪聲和可靠性方面拉低了整體產(chǎn)品的性能。

而MPS的產(chǎn)品MP3432，其啟動(dòng)電壓低至2.7V，工作輸入電壓范圍為0.8V-13V，輸出電壓卻高達(dá)16V。MP3432還集成了2個(gè)優(yōu)化的同步MOSFET，其可調(diào)開(kāi)關(guān)電流限值高達(dá)21.5A，單節(jié)電池電壓轉(zhuǎn)換輸出功率高達(dá)30W、具備輸入至輸出直通模式，還可兼容其他各種工作模式，在QFN（3mmx4mm）封裝下具有很高的功率密度。

圖1：鋰離子電池便攜式應(yīng)用

尺寸小、功率密度高

通過(guò)采用MPS最新的工藝技術(shù)、先進(jìn)的電路設(shè)計(jì)技術(shù)和封裝技術(shù)，MP3432集成了6.5m和10m低阻抗功率MOSFET，無(wú)需使用體積大且低效的外部肖特基二極管。MP3432在4.2V輸入電壓下可實(shí)現(xiàn)高達(dá)97%的峰值效率，在主要工作范圍內(nèi)效率可達(dá)85%以上，并且具有極好的散熱性能（見(jiàn)圖2和圖3）。

在(3mmx4mmx0.9mm)QFN封裝中，MP3432的功率密度為40.9kW/inch3，使其成為商用升壓變換器30W級(jí)別中功率密度最高的產(chǎn)品之一。而且，MP3432采用恒定關(guān)斷時(shí)間控制（COT）方式，可提供快速瞬態(tài)響應(yīng)功能，減少輸出電容量，從而進(jìn)一步縮小了整體解決方案的尺寸。

更高的芯片性能和穩(wěn)定性

在電池供電藍(lán)牙音頻應(yīng)用中，不僅音頻質(zhì)量至關(guān)重要，電池壽命也十分關(guān)鍵。MP3432中的MODE引腳能支持輕載跳頻模式(PSM)、強(qiáng)制連續(xù)導(dǎo)通模式（FCCM）和超音頻模式（USM）。MP3432在跳頻模式下效率極高，在強(qiáng)制連續(xù)導(dǎo)通模式（FCCM）下所產(chǎn)生的VOUT紋波也非常低，并且在超音頻模式（USM）下無(wú)音頻噪音。

通過(guò)采用可調(diào)開(kāi)關(guān)峰值電流限，MP3432可為不同應(yīng)用提供精確的過(guò)載保護(hù)。

其ILIM引腳上的電阻可以精確調(diào)節(jié)峰值電流限，請(qǐng)根據(jù)以下公式（1）計(jì)算出限流值：

(1)

其中RILIM為ILIM引腳上的電阻。MP3432的峰值電流則是通過(guò)此電阻來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)的，其調(diào)節(jié)范圍為4A至21.5A。在每個(gè)周期內(nèi)，內(nèi)部電流檢測(cè)電路可監(jiān)測(cè)低側(cè)MOSFET(LS-FET)電流信號(hào)。一旦檢測(cè)到電流達(dá)到設(shè)定電流限，LS-FETQ1立即關(guān)斷（見(jiàn)圖4）。

圖4：MP3432提供的精確輸入峰值電流限

可調(diào)峰值電流限能滿(mǎn)足諸多應(yīng)用的不同要求。如圖5所示，MP3432可以在最大功率下對(duì)輸出電壓進(jìn)行快速充電，且當(dāng)輸出電壓躍至較高值時(shí)，瞬態(tài)響應(yīng)不會(huì)發(fā)生過(guò)沖。

測(cè)試條件：VIN=4.2V,Vout=4.5V/1A15V/1A,Ilimit=10A

圖5:MP3432輸出電壓瞬態(tài)

通過(guò)將MODE引腳設(shè)置為低電平，MP3432可在跳頻模式（PSM）下工作。在跳頻模式下，當(dāng)VIN高于VOUT_SET時(shí)，MP3432自動(dòng)進(jìn)入直通模式，此時(shí)高側(cè)MOSFET（HS-FET）恒通，LS-FET關(guān)斷（見(jiàn)圖6）。在VIN值高于VOUT_SET時(shí)，直通模式可以防止HS-FET體二極管導(dǎo)通電流，以避免產(chǎn)生不必要的功率損耗。圖7顯示了沒(méi)有直通模式的類(lèi)似設(shè)備中，VIN大于VOUT_SET時(shí)的效果，以及依靠體二極管導(dǎo)通電流時(shí)的效果。

直通模式對(duì)藍(lán)牙音箱非常有用。Boost升壓變換器的輸出電壓必須與藍(lán)牙音箱的音頻信號(hào)直接成正比。如果音頻信號(hào)很弱，輸出電壓必須降至較低甚至VIN值，才能降低功放電路的功率損耗以及節(jié)省Boost升壓開(kāi)關(guān)功率損耗。然而，傳統(tǒng)解決方案僅支持高輸出Boost升壓開(kāi)關(guān)模式。這樣的話(huà)，在音頻信號(hào)很弱時(shí)，功放電路效率非常低且浪費(fèi)電池能量。如果在舊方案中把VOUT降低到輸入VIN電壓，依靠MOSFET的體二極管導(dǎo)通電流，其效率和散熱性能也不會(huì)很高，并且在高負(fù)載電流下，還可能會(huì)發(fā)生因體二極管的溫度升高而損壞功率MOSFET的最壞情況（見(jiàn)圖8）。但是MP3432可以采用直通模式，為其提供最優(yōu)效率的供電，且不存在高溫?zé)龎男酒瑔?wèn)題。圖9中顯示了在沒(méi)有直通模式的另一個(gè)設(shè)備中，當(dāng)VOUT降至等于VIN時(shí)的性能，以及體二極管工作時(shí)的性能。.

結(jié)論

MPS的產(chǎn)品MP3432是電池供電系統(tǒng)中用于第一級(jí)的完美之選。MP3432可以為便攜式應(yīng)用電池供電系統(tǒng)提供30~40W的功率，并且在待機(jī)和空閑模式下，能最大限度地降低功率損耗，同時(shí)能在非常低的電流水平下提供很高的效率，延長(zhǎng)電池壽命和應(yīng)用運(yùn)行時(shí)間。MP3432在其全負(fù)載范圍以及全工作電壓范圍內(nèi)都能實(shí)現(xiàn)極好的性能，是市面上便攜式解決方案中效率最高、用途最廣的一套產(chǎn)品。