电压自动选择不同的转换率。当满足

Vin>2Vout 时，电路选择 2：1 降压模式；当输入电压

介于

2Vout 与 Vout 之间时，电路选择 1：1 降压模式；当输入 Vin　　LTC3245 内部包括电

荷泵模块、基准电压源、

PWM 控制信号产生模块、输出电压可调模块等。 

　　电荷泵模块为开关电源核心部分，兼有升降压功能。开关电路通过

PWM 控制信号控制

电荷泵的充放电。电荷泵中模拟开关采用

MOS 管组成，PWM 信号经过驱动电路控制 MOS

管的开关。采用

MOS 管可以减小电荷泵的输入电阻，提高输出效率[10]。 

　　基准电压源为比较器提供稳定的参考电压，目前使用最广泛的电压基准是带隙基准电
压源，它的温度漂移系数小、电源抑制比高。带隙基准电压源主要利用具有正温度系数和负
温度系数的电压相叠加，产生一个具有较低温度系数的稳定的输出电压

[11]。LTC3245 内部

电路包括

1.2V 和 1.14V 两个基准电压源。 

　　

PWM 信号由多路复用开关输出的信号经过电压比较器之后输出。PWM 信号主要作为

控制电荷泵的脉冲信号。设计中采用比较器实现具有速度快、精度高、易于控制等优点。

 

　　输出电压可调电路主要由多路复用开关实现。电路根据

A 和 B 输入的不同组合自动选

择输出模式。

 

　　

2.2 开关电源设计 

　　电路根据输入电平

A 和 B 不同组合，输出三种模式：关闭输出、固定输出以及输出可

调。输出可调电压，必须通过外部电阻调节。如果需要输出电压可调，引脚

ADJ 必须与 Vout

和

GND 之间各连接一个电阻，并且 A 接高电平，B 接低电平。输出可调电路如图 2 所示。 

　　图

2 输出电压可调电路 

　　输出电压在

2.5V 与 5V 之间可调，输出端调节电阻需满足： 

　　

Vout=1.2*（

■+1）（3） 

　　式中

Rb 的阻值选择在 1K 到 1M 之间，增大 Rb 会导致输出电流变小。 

　　

2.3 开关电源转换效率计算 

　　电荷泵电路的转换效率随电路的工作模式的改变而改变

[12]。当输入电压大于等于输出

电压的

2 倍时，内部电路选择 2：1 降压模式。此时内部电路工作在两个阶段。第一阶段，快

速充电电容

C 连接在 Vin 和 Vout 之间，输入电压给 C 充电并输出电流。第二阶段，快速充

电电容连接在

Vout 和 GND 之间，将第一阶段储存在 C 中的电压输出。此种模式下，输出电

流约为输入电流的两倍。另外两种模式与此类似。理想转换效率（

η）和耗散功率（PD）分

别为：

 

　　

η=

■=■=■（4） 

PD=（

■-Vout）*Iout（5） 

　式中

N 为转换系数。实际计算开关电源转换效率时还必须减去三极管、电阻等功率元件的

损耗。

 

　　

3 开关电源测试 

　　为验证上述设计是否满足便携式设备电源要求，对设计电路进行了测试。主要测试的指
标包括输出电压、输出电压纹波、最大输出电流和电路转换效率，并给出了试验数据和波形。
表

1 和图 3 分别为输入 9V 时的负载特性和输出电压纹波。 

　　表

1 输入 9V 输出 3.3V 和 5V 负载特性 

　　图

3 输入 9V 输出 3.3V 和 5V 的纹波 

　　由表

1 可知，在固定输出降压模式下，正常最大输出电流在 180mA 左右，输出 3.3V

和

5V 电压稳定。由图 4 可看出，稳定输出 3.3V 时，输出电压纹波为 44mV；稳定输出 5V

时，输出电压纹波为

52mV，输出电压纹波较小。根据公式（3）可得，理想状态下输出

3.3V 的转换效率（η1）和输出 5V 的转换效率（η2）分别为： 
　　

η1=

■=■≈73.3%（6）