DC-DC｜基礎篇

升壓電源關斷時的注意事項 升壓型DC-DC轉換器關斷時的工作

2025.04.18

重點

・二極體整流升壓型DC-DC轉換器關斷時，輸出不會變為0V，而是會輸出VIN-VF的電壓。

・同步整流升壓型DC-DC轉換器關斷時，受高側開關所用FET的寄生二極體影響，也會輸出VIN-VF的電壓。

・由於關斷時輸出的電壓很低，因此負載電路可能會發生誤動作，流經負載電路和電壓設置電阻的電流會導致待機功耗增加。

・具有背閘控制功能的同步整流升壓型DC-DC轉換器，可以透過取消寄生二極體來使關斷時的輸出變為0V，從而防止負載電路誤動作和待機功耗增加。

目錄

前言

透過關斷降壓型DC-DC轉換器停止其開關工作，使輸出電壓變為零，停止向負載電路供電，此時電源消耗的唯一功耗是電源電路關斷時的自耗電流。然而，對於升壓型DC-DC轉換器而言，大多數情況下，即使因停止開關而停止升壓工作，電源電壓VIN在輸出時也不會被升壓。受流入與輸出端連接的電路的電流影響，可能會流過比電源電路關斷時的自耗電流更多的電流，這可能會導致計算待機消耗電流時出現問題。

在本文中，我們將分“二極體整流升壓型DC-DC轉換器”、“同步整流升壓型DC-DC轉換器”、“流經電壓設置電阻的電流造成的待機電流消耗”和“帶背閘控制功能的同步整流方式”幾部分，來介紹升壓電源關斷時對輸出電壓的影響及對策。

二極體整流升壓型DC-DC轉換器

在二極體整流方式中，由於存在從VIN經過電感器和整流二極體的路徑，因此即使開關工作因關斷而停止，VOUT也會輸出（VIN–VF）的電壓。由於電壓仍然施加在負載電路上，在某些VIN電壓條件下，負載電路會消耗電流，待機消耗電流會增加。另外，向負載電路施加半途而廢的低電壓可能會導致誤動作，某些情況下需要配備輸出截止電路。

二極體整流方式升壓型DC-DC轉換器停止工作時的輸出

同步整流升壓型DC-DC轉換器

在同步整流的情況下，高側開關使用的是FET，在關斷時，高側開關會因為沒有閘極驅動而處於OFF狀態。然而，FET的寄生二極體會形成電流路徑，因此VOUT還是會輸出（VIN–VF）的電壓。

同步整流方式升壓型DC-DC轉換器停止工作時的輸出

流經電壓設置電阻的電流造成的待機電流消耗

電源有連接到VOUT的電阻分壓器，用來設置輸出電壓。在工作時，會有VOUT÷（R1+R2）的電流流過該電阻。當電源關斷時，VOUT電壓下降，流過電壓設置電阻的電流減少，但待機消耗電流會增加。可以透過增加電阻值來減小該電流，但該電阻需要能夠承載誤差放大器輸入偏移電流100倍以上的電流。如果不能承載這樣大的電流，則輸出電壓VOUT將因溫度等因素導致的輸入偏移電流波動而發生較大變化，從而影響輸出電壓誤差，因此不能隨便增加電阻值。2000年以前的電源IC，很多是雙極型產品，輸入偏移電流為數十微安（μA）級，因此需要從電壓設定電阻上流過數毫安培（mA）級的電流。然而，2000年以後的電源IC，CMOS產品已經普及，輸入偏移電流已降至納安（nA）級，流經電壓設置電阻的電流也降至數十微安（μA）級。即便如此，如果是移動設備等透過電池供電的應用，微安（μA）級的電流消耗也會影響續航時間，甚至導致問題發生。

工作停止時電壓設置電阻的電流消耗

為了消除電壓設置電阻造成的電流消耗並減少待機消耗電流，一些電源產品會內建可在關斷時將電壓設置電阻與GND斷開的開關。

帶背閘控制功能的同步整流方式

在IC中內建有高側開關FET的同步整流方式電源IC，有些產品具有向FET的背閘施加偏移的電路，可透過控制該電路來消除寄生二極體。這個開關可以切斷FET的寄生二極體形成的電流路徑，因此在關斷時輸出電壓會變為 0V，從而可以防止負載電路發生誤動作，並確保電源重定，還能消除電壓設置電阻和負載電路導致的電流消耗（使該消耗電流為零）。

透過背閘控制功能切斷輸出

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