一、前言在太阳能灯具中为了降低成本通常采用单节锂电池供电电池工作电压约3.2V~4.2V。而部分LED驱动、电源模块却需要30V甚至48V高压输入。如果采用传统单级Boost拓扑在如此大的升压比下占空比会接近极限MOS导通损耗、二极管损耗以及电感电流都会明显增加转换效率和输出能力都会下降。因此在高升压比场景中两级升压逐渐成为更加常见的工程方案。二、FP5207两级升压方案·FP5207参数FP5207是专用于升压拓扑开发的电流模式开关调节器最大占空比可达90%搭载1.2V高精度基准源工作频率可在100kHz~1MHz区间灵活配置内置峰值电流限流同时集成输入欠压、过流、过热全套保护SOP-8L散热封装高度适配小体积电源方案。PIN 脚描述·两级升压结构方案采用两级分段升压架构单颗芯片控制两组升压拓扑电路芯片自动调整开关占空比即可实现单节电池经过两级升压架构稳定升压到48V。该结构把整体升压增益分配至两级电路有效缓解单级开关器件承受的电压应力减少发热损耗可实现在输出48V时达到85%的转换效率并且稳定提供典型输出功率25W。需要注意的点是虽然FP5207低压工况下峰值功率可达30~36W但高压情况下两级架构会叠加开关损耗。因此综合系统转换效率、整机温升及长期运行可靠性考量将持续输出功率限制在25W以内为最优工程设计方案。应用电路图三、FP5207两级升压方案在太阳能灯具上的具体应用太阳能灯具存在光照致输入电压不稳、昼夜频繁切换、户外温差大、待机功耗高等痛点对电源低压启动、稳压、低功耗与耐候性有严格要求。基于此专门设计了FP5207两级升压方案目前已大量用于路灯、投光灯、景观灯等各类太阳能灯。1.低启动电压FP5207两级升压方案支持2.8V低启动电压适配全光照强光时前级降压稳压规避高压冲击光源弱光下可捕捉微弱光能逐级升压解决弱光不亮、频闪、亮度不均问题全天候照明效果更佳。2.低功耗损耗FP5207微功耗待机仅3μA白天储能损耗小两级升压转换效率更高电路发热情况减少元器件老化慢灯具故障率低、寿命更长运维成本更低。3.精简电路结构电路架构简单、外围器件少布线简易相比专用高压升压芯片成本更低、元器件通用适配各类规格太阳能灯。4.多重保护FP5207两级升压方案带过流/过压/过热保护可抵御浪涌、高温损坏可调开关频率优化EMC更适配户外复杂工况。四、方案总结本文介绍FP5207两级升压方案的结构原理与太阳能灯应用优势不同于单级升压效率、低压适配的传统方案该方案兼具低压启动、微功耗、多重保护等特性分段调压实现光照稳定供电、低损耗、户外耐用。对于需要由单节锂电输出30V~48V高压的小型设备两级Boost能够兼顾效率、输出能力及器件可靠性。FP5207凭借较大的占空比、灵活的频率配置以及完善的保护机制可作为太阳能路灯、投光灯、景观灯等应用中的一种参考实现方案。
