芯耀
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鋰離子電池的可用電壓范圍一般位于2.5V~4.3V之間，磷酸鐵鋰離子電池的可用電壓范圍則要低些（2V~3.6V），如果采用2~3節(jié)堿性電池為應用供電，可用電壓范圍的最低端就可以延伸到大約1.8V，對于這些應用環(huán)境中的升壓要求，RT4813可能就是最佳的選擇之一：它的功能是升壓，輸入電壓范圍在1.8V~5.5V之間，輸出電壓范圍也與此相同，而電流負載能力則確保其最大值至少為3.1A，這個數(shù)據(jù)是在3.6V轉(zhuǎn)5V的情況下給出來的，相信可以滿足很多應用的需求。
作為一款同步架構(gòu)的Boost轉(zhuǎn)換器，RT4813的應用電路非常簡潔：
而豐富的特性則隱藏在此簡單的表象之下，值得我們花些時間來對其進行解讀。
RT4813的控制模式
RT4813的控制模式是CMCOT，換成中文來解釋，意即“電流模式+COT模式”。
電流模式的特征是電感電流直接受到輸出誤差的控制，可以快速響應負載的電流需求變化，但是其響應過程需要受到固定時鐘節(jié)拍的同步，這又降低了它的響應速度。
COT是“固定導通時間”的意思，轉(zhuǎn)換器的開關(guān)導通時間是固定的，截止時間則隨著負載的變化而變化，只要輸出電壓的反饋部分低于參考電壓，一次新的導通過程就可馬上發(fā)生，輸出電壓的下降可以得到及時彌補，響應速度非?？?，適合快速變化的負載的需要，輕載的效率還很高。
CMCOT將這兩種模式的特性結(jié)合在一起，好的地方得到加強，不足的地方得到彌補，只要輸出電壓低于設定電壓，它對電感電流的要求就會提升；只要電感電流達不到要求的水平，新的導通過程就會及時發(fā)生，迅速把電感電流拉上去。如果一次導通過程還不夠，短暫的截止時間以后又可開始第二次導通，直至滿足負載需要為止。
RT4813的啟動過程
Boost電路的啟動過程是很難控制的，輸入端和輸出端間存在的壓差會自然帶來大電流沖擊的結(jié)果，傳統(tǒng)上來講它是不可控的。
為了解決此問題，RT4813導入了線性限流措施，它會在Vout < Vin期間進入線性恒流狀態(tài)，電流以受到限制的速度流到輸出端，避免了輸出電容自然充電所帶來的大電流沖擊，而且此電流的大小還是可以進行選擇的，最大值為2A，最小值為0.5A，共有4個檔位可選。
對輸出端的線性充電過程以輸出電壓的升高為成功的標志，待兩處電壓基本相當以后，RT4813即可進入軟起動狀態(tài)，以適當?shù)乃俣劝演敵鲭妷禾嵘皆O定好的目標電壓，然后轉(zhuǎn)入正常的工作狀態(tài)。如果線性充電過程不成功（這很有可能是由于比較重的負載的存在造成的），RT4813將自動加入一次更大電流的線性充電過程。如果第二次充電仍然不成功，RT4813就會進入故障保護狀態(tài)，等待用戶介入解決問題。
上述的線性充電過程和軟啟動過程都是有時間限制的，預設的目標必須在限定的時間內(nèi)達成，超時以后就可以判定為故障了。關(guān)于這部分的做法，規(guī)格書用流程圖對此進行了說明：
而進入哪種狀態(tài)的判斷指標則列入如下所示的表格中：
逐周期過流保護與輸出平均電流限制
CMCOT控制架構(gòu)的電流檢測點是位于續(xù)流管中的，此信號既會進入控制回路中，也將被用作限流電路的輸入信號，此電流的增大或是減小完全取決于主開關(guān)的導通次數(shù)或是其時長的變化。
無論是在軟起動階段還是正常的工作階段，進入續(xù)流管中的電感電流都是有限制的，而軟起動階段的電流限制是可調(diào)的，正常工作階段則是不可調(diào)的，它們的最大值是6A。
不同的應用對Boost轉(zhuǎn)換器輸出電流能力的要求是不同的。對于確定的應用，輸出電流的上限可以被很明確地確定下來，如果實際的負載超出了這一限制，很有可能就是有問題發(fā)生了。想想那些和連接器端口連接在一起的轉(zhuǎn)換器輸出可能遇到的問題，你就能知道輸出電流的限制有多重要了。所以，對于輸出電流的大小最好是有一個限制，這樣就可以避免不當狀況的發(fā)生帶來意外的問題。RT4813對輸出電流的限制可以在550mA~3100mA之間進行調(diào)節(jié)，而這種限制是對電流平均的限制，瞬時發(fā)生的大電流不在此限制中，可以包容負載的突然變化。當RT4813的負載發(fā)生大的階躍變化時，短時的過流情況也可能發(fā)生，這時需要考慮此機制對瞬態(tài)響應過程的影響。
RT4813的電磁兼容性改善措施
以開關(guān)切換模式工作的Boost轉(zhuǎn)換器存在電磁輻射問題是必然的，它們的來源有兩個：陡峭的電流、電壓切換過程和反復出現(xiàn)的電流、電壓脈沖。通過降低開關(guān)切換的速度可以降低前者的影響，但也同時導致功率損耗的加大。以固定的頻率和占空比出現(xiàn)的電流、電壓脈沖含有固定的頻譜分布，輻射能量就會在固定的頻點上集中。通過改變頻率和占空比可將輻射能量的分布平均化，從而帶來降低輻射水平的效果。
RT4813的開關(guān)驅(qū)動能力是可調(diào)的，其占空比也可以處于自動的微調(diào)狀態(tài)中，因而可以達成降低輻射、頻譜展寬的效果。下面的兩幅圖形是某測試板的展頻模式未開時的輻射測試結(jié)果：
我們可以看到某些地方的數(shù)據(jù)是不太令人滿意的，而下面兩圖的數(shù)據(jù)就得到了改善，這是展頻模式開啟以后的效果：
這些結(jié)果都是在輸入電壓為3.7V、負載功率為1W的條件下測得的。連續(xù)的兩幅圖形，前一幅為水平極化測試結(jié)果，后一幅為垂直極化測試結(jié)果。
在實際的應用中，不同的PCB布局可以導致完全不同的輻射測試結(jié)果，良好的設計對于降低輻射、縮短調(diào)測時間和成本都具有極其重要的作用，希望你能在實際的工作中把重點放在這樣的地方。
RT4813的控制方法
前文中反復提及RT4813的很多參數(shù)、模式都是可以選擇的，要想實現(xiàn)這些選擇，你需要使用具有I2C接口的MCU與之連接才可進行。有了這個基礎(chǔ)以后，你就可以將代表指令的數(shù)據(jù)寫入其內(nèi)部寄存器中了，器件此后的運作將在新的參數(shù)下進行。如果你沒有做這些工作，RT4813也會運作，但是以預先設定的參數(shù)進行的，你可以在規(guī)格書中找到這些預設值，同時也能看到參數(shù)、模式的調(diào)節(jié)方法。
RT4813應用實例
上面的電路簡圖是一個案例，RT4813被加入由RT1711和RT9485組成的移動電源方案中（移動電源應用也正是設計RT4813的初始目標），為以RT9485為核心的移動電源增添了一個符合USB Type-C標準的雙向接口，RT4813為其C型接口提供5V輸出，RT1711則提供了完整的接口協(xié)議控制支持。我在過去的一年中一直使用這樣的移動電源為我的出行服務，那是一臺樣機，但一直工作得非常好，下圖是它實際的樣子：
轉(zhuǎn)載自RichtekTechnology。
