了解为什么采用动态电压调节的降压 -升压型IC是便携式应用的理想解决方案。
便携式设备常用的电源是单节锂离子（Li+）电池，在充电完成时提供4.2V电压，在放电结束时提供2.8V电压。便携式电子产品中的一些功能（如用于无线通信的RF放大器电路和普通微控制器）需要2.8和3.3 V输入电源轨。
这些导轨通常由低噪声线性稳压器（LDO）提供，以确保安静的供电。 LDO的输入（图1中的VCC）必须处于比最高LDO输出略高的电压。因此，VCC正好在Li +电池的运行范围的中间。使用升压/降压稳压器，能够根据输入电压（VBATT）进行操作，该输入电压可以高于或低于输出电压，因此变得非常必要。
1.LDO的输入必须处于比最高LDO输出略高的电压。
在便携式应用中，电压调节器效率至关重要，因为更高的效率转化为更长的无限操作。本文回顾了可用的选项，比较了它们的性能，并提出了最有效的解决方案的一个二选一的方法。
旁路 - 升压
解决电池与LDO电压不匹配的一种方法是使用旁路升压转换器，也就是在电源（VBATT）和LDO输入（VCC）之间集成一个额外“通过”晶体管的升压转换器。图2显示了旁路 - 升压动力总成结构及其运行表。这里，旁路晶体管T3实现降压操作。
2.旁路 - 升压动力总成结构及其操作表。
该架构只能调节VBATT电压，低于设置的VCC = 3.4 V.对于VBATT> 3.4 V，升压转换器停止调节，传输晶体管导通，直接将VBATT连接至VCC。在大多数情况下（VBATT> 3.4 V），旁路 - 升压架构中的传输晶体管将字面上的“降压”传递给下游的LDO。 LDO负责将高VBATT值调整至其输出设定值。由于该调节是线性的，因此LDO内部的功耗很高。在成本，尺寸和可靠性方面，产生的更高的热量成为PCB上的负担。
降压 - 升压
与旁路 - 升压结构相比，该电路中使用的降压 - 升压转换器永远不会停止将其输出调节到3.4 V.此外，调节完全是开关模式，可提供高效率的运行。图3显示了降压 - 升压动力总成架构及其运行表。
3.与图2相反，这使用降压 - 升压动力总成。
对于VBATT> VCC，IC调节为降压（降压）模式，而VBATT 降压 - 升压与旁路升压 我们使用Maxim的MAX77816降压 - 升压IC与竞争性旁路升压IC比较系统效率（从VBATT到VOUT）（图4）。每个升压/降压转换器都提供一个负载500 mA的3.3 V LDO。 4.该效率测试装置使用Maxim的MAX77816降压 - 升压IC或升压/降压模块的竞争旁路升压IC。 图5显示了比较结果。实线表示效率，虚线表示每种解决方案的电池电流消耗。降压 - 升压效率（在整个工作范围内高于93％）远远优于旁路升压（全电池低至81％）。这种卓越的性能是由于降压 - 升压IC能够在整个操作范围内以开关模式向LDO供电。垂直虚线突出显示从升压/降压到降压/升压模式的转换点。 5.在整个工作范围内，降压 - 升压效率高于93％，远高于旁路升压。 
降压 - 升压与降压 - 升压
在图6中，我们比较了MAX77816与类似降压 - 升压IC的效率（从VBATT到VCC）。这种情况下的比较使用VCC =3.3 V和VBATT = 3.3 V，因为竞争数据很容易得到，而VCC = 3.4 V.
6.这些结果基于VCC = 3.3 V和VBATT = 3.3 V，因为竞争数据不适用于VCC = 3.4 V.
测试结果显示，MAX77816在1 mA至3 A的整个电流范围内均优于竞争降压 - 升压。效率优势高达5％。这导致解决效率问题的“第一拳”：使用最好的可用降压 - 升压转换器。
DVS提高效率
动态电压调整（DVS）可以进一步提高系统效率。降压 - 升压负载通常由许多LDO组成，全部采用不同的VOUT。这些LDO可能并不都是同时运作的。当具有最高VOUT的LDO被禁用时，系统可以以与下一个最高VOUT兼容的方式降低降压 - 升压输出（VCC），从而有效降低电压降，从而节省功耗。
直接硬件控制的DVS
当需要直接硬件控制时，使用专用的DVS逻辑输入引脚可轻松实现两级输出电压选择。 MAX77816支持可编程通用输入引脚，可在两个预置/可编程值之间配置为DVS输入。默认值为3.4 V和5 V，但可以根据要求进行调整。为了进一步节省功耗，必须实现更细粒度的输出电压选择，这需要不同类型的输出电压控制。这在下一节讨论。
I2C驱动DVS的优势
MAX77816具有一个I2C兼容串行接口，用于稳压器的开/关控制，设置输出电压值和摆率以及附加功能。通过I2C，稳压器输出电压可以动态调整。这反过来又能够在不需要专用DVS输入引脚的情况下更好地控制系统功耗。
图7中的曲线指的是装有3 V输出，32 mA LDO和另一个2.85 V输出，18 mA LDO的Li +电池供电的升压/降压转换器。下降的橙色曲线是Li +电池的放电曲线，典型的系统在3.4 V时关断（系统很少耗尽电池电压一直降至2.8 V）。其余曲线分析了由于电压调整引起的MAX77816的累计延长电池工作时间。
7.下降的橙色曲线是典型系统在3.4 V时关闭的Li +电池的放电曲线。其余曲线描述了由于电压调整而导致系统累积的延长电池工作时间。
浅蓝色曲线显示了采用3.4V输出与升压旁路架构的降压 - 升压的优势。其余曲线显示了通过I2C将降压 - 升压输出VCC降至3.15 V，占空比从25％降至75％的优势。
延长的电池使用时间从45分钟到82分钟不等。解决方案的第二个重点是明确的：通过I2C总线应用DVS。
结论
降压 - 升压架构与旁路 - 升压架构的比较表明，原则上，降压 - 升压是一种优越的架构。MAX77816降压 - 升压解决方案与竞争型旁路升压解决方案的实际比较表明，在运行中，MAX77816的效率优势高达13％。与竞争降压升压解决方案相比，MAX77816的性能优于6个效率点。
这些效率与通过I2C总线或通过专用DVS输入引脚进行动态电压调节所得的效率相结合，可延长电池供电设备长达90分钟的运行时间。因此，采用DVS的降压 - 升压IC是用于轻便便携式应用的理想解决方案。
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