让他对我说：
“你是一头老驴，你不是那样生活的，我会有所不同。”
我了解，但让他说！但是他保持沉默。
最近，我的一位年轻同事（MMK）要求我研究其发展过程中的误解。该产品是一个5V至5V升压转换器，其主要目的是补偿将外部DVD驱动器连接到USB接口时电缆上的电压降。该转换器是基于MAX669微电路的“自支持”模式构建的，该电路与推荐的电路相对应，尽管如此，该器件仍无法工作-输出电压为4 V，即电源为5V减去导线上的压降，减去二极管上的正向压降。
我们看一下晶体管栅极上的波形图，我们看到有90％的信号幅度为4V的填充，但是晶体管没有打开。在这里应该澄清的是，MMK使用的是2PE208A型家用晶体管。晶体管本身还不错，参数也相当不错，但是根据规范，开路电压为2.5V至4V，因此晶体管有权不以4V的栅极开路-最大阈值。
Yaroslavna的第一个哭声（nYa）：如上所述，晶体管参数相当不错，但是（当然）（至少在文档中）有一个小缺点-如果在所需的体积中指定了静态参数，则要指定动态参数（通用容量除外）百叶窗）比没有显示更多。此外，导通和关断延迟时间本身在文档中，并且特定晶体管在速度方面表现良好（当我们增加输入电压以使其开始打开并且电路开始工作时），但是这些参数在“参考数据”部分的技术规格中给出。 “，而且，它们被称为”典型值”，也就是说，在设计设备时不可能完全依靠它们，这完全限制了上述组件的可能范围。晶体管开发商做出这样决定的原因对我来说仍然是个谜，如果他们中的任何人读了这篇文章，请在评论中解释。
好的，我们将晶体管更改为IRF7103类型的进口晶体管（进口替换就在手边），打开电压为1.0V至3.0V，电路开始工作，但有些奇怪-栅极仍然充满90％，晶体管工作，但输出电压为3.5V，而5V消耗了将近2A。我们关闭驱动器，图片不变，消耗集中在我们的产品中。我们看到负责将USB接口转换为IDE的TUSB9261微电路发热，我们开始查看其腿上的波形图（当然是从时钟发生器开始），并且……外部消耗奇迹般地降低至0.2A。我们重复打开，再次发现一个缺陷，我们在石英谐振器的两端焊接电容器，电路板开始正常开启-Mea culpa。
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我们再次打开电路板-输出电压稳定在5V，我们连接驱动器然后再次打开-输出电压等于所需的5V，但过一会儿降至3.5V之后又恢复了，并且循环重复进行。我们连接了稳定的实验室电源（LIPS）的输出，而不是USB电源，并在将驱动电机从0.3A起动到1.2A时观察到电流消耗的急剧增加。是的，当然，接口的保证电源电流不能高于0.5A，您需要第二根电线才能使电流翻倍，这是一种常见的做法，即最大的罪魁祸首。看起来一切都清楚且可行，我们决定进行一系列实验，以使用LIPS和4欧姆电阻形式的保证负载来确定正在开发的设备源的动态参数。
我们从LIPS向设备输入提供电压的方法不是通过粘香蕉，而是通过连接所连接设备的电源的输出电压。一般而言，这种验证方法不建议用于任意LIPS，例如，其中的一些，例如Erevan的LIPS（我已经不记得这个品牌了，现在不再可以找到它们了），在开启时产生了高达40V的浪涌过冲，但是在此LIPS中我们有信心，因此我们负担得起。
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而且，非常出乎意料的是，我们发现该设备没有进入工作模式，但是一切都变成了一种难以理解的状态，LIPS将提供的电流稳定在2.2A，电压降至3.2V。同时，尽管占空比仍保持在90％不变且晶体管稳定开关，但我们仍在输出端观察到3.5V电压。事实证明，电压上升因子为3.5 / 3.2 = 1.1，明显小于预期的1 /（1-0.9）= 10，电源的效率为（3.5 * 3.5 / 4）/（3.2 * 2.2）= 43％，坦率地说，这有点...显然有黑魔法（能量无处可去）和违反电子定律的表现。由于乍一看没有理由要说，尤其是最大要说，让我们详细研究问题，从理论入手。
升压转换器的功率级图如下图所示，
其工作原理已在多种材料中进行了讨论（我个人非常喜欢罗伯特·埃里克森的课程，照片取材于此），我们使用无输出的结果（每个人都可以在上述来源中找到它，也可以自行获得）我建议第二种方法）。并且主要结果是，转换器仅在“球形真空”中并且仅在其工作不受“真空凝块”干扰的情况下才能够将电压增加到无穷大（根据公式1 /（1-d））。具有实部元件的电路具有极限电压上升因子
Kmax〜1/2 * sqrt（R /（Rl + Rds）），并且是在占空比
d = 1-sgrt（（Rl + Rds）/ R）时实现的。
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对于所考虑的情况，R1 = 0.17欧姆和R = 4欧姆，我们有Km = 2.4和相应的d = 0.8。看起来这足以在输入电压从4开始但从1.8V升高到5V的情况下，当MAX669控制器微电路的稳压器开始工作时，并不是一切都很好，但是我们不需要如此低的输入电压。但是我们没有考虑传输系数的另一个损耗源（或者说，两个，第二个是二极管的电阻，但是在这种情况下它的意义不大），即开路晶体管两端的压降。
毫无疑问，在MMK之后，您会说所选晶体管的Rds约为十分之一欧姆（特别是18mOhm），不会对电路的运行产生重大影响，但是您会错的。不幸的是，当相对于源极的栅极电压（控制电压）明显高于开路电压时，许多晶体管制造商给出了这个数字。在特定的技术文档（TD）中，我们看到最大栅极/源极电压（开路电压）为2.5V（在我的另一篇文章中，我说明了为什么我们应该采用此参数的最大值，而不是最小值，而且不是典型值...撒旦（Satan），并且在10V的控制电压下给出18 mOhm的电阻。
同时，众所周知（尽管不幸的是，没有我们想要的那么广泛），开路场效应晶体管的电阻（就此而言，由于它是真正的晶体管，显然是非线性的，因此应该适当地谈论它）与控制电压和电压之间的差成反比。开幕。也就是说，在3.5V的控制电压下，我们将获得（10-2.5）/（3.5-2.5）= 7.5倍于TD中指示值的开关电阻18 * 7.5〜140mΩ，这与电感器的电阻相当。
但是在2.5V的控制电压下，甚至在2.5-0.4 = 2.1V的情况下（我们有一个“自支撑”电路），晶体管通常具有完全不导通的权利，让我们记住这一点以备将来使用。
现在我们可以细化可达到的最大参数并得到
Kmax = 1/2 * sqrt（4 /（0.17 + 0.14）= 1/2 * sqrt（12.9）= 1.8（在d = 0.72时达到），这两个可怕的事实变得显而易见：
1-关于输入端电压升至所需额定值的情况2.5V甚至是您梦dream以求的；
2-填充系数大于0.72是不可接受的。
如果与第一个事实相关的问题很明显，则应更详细地讨论第二个因素的影响，我们将在稍后进行处理。但是，首先，我们将纠正所犯的错误-将电感替换为更适合在CSD16342Q5A上使用60 mOhm的电阻和一个晶体管，其中在2.5 V的控制电压（最大打开电压为1.1 V）下，公钥电阻为12 mOhm。
Kmax = 1/2 * sqrt（4 / 0.06 + 0.012）= 3.7，并且在d = 0.94时可以实现，因此我们可以从输入电压（5 + 0.6）/3.7=1.5V开始，使转换器完全稳定运行。
并不是很pY，所以没有数字：在TI网站上找到一个晶体管，该晶体管在低控制下具有所需的保证电阻并不容易，而在理想环境中却没有理想的晶体管。您可以按平均开度将所需的晶体管排序，然后必须一一打开晶体管并查看相应的技术文档。在理想的站点上，我可以请求一个附加参数“ Ugs处的最小Rds = 2.5V”并立即获得答案。
实际上，更换这些元件后，升压源开始正常工作，并在2.5V至5V的输入电压下提供5V / 1.2A的电流。请注意，由于控制微电路的特性，工作输入电压实际上高于计算得出的电压，该电路在1.8V至2.5V的范围内以0.5的固定占空比工作，然后才开始调节输出电压。还请注意，无论特定实例的行为如何，我们绝不能保证转换器的运行低于计算值。
您问，我们如何设法从5个中获得5个，因为我们有一个升压转换器-实际上，我们得到5.4-5.8（取决于负载电流），并且在二极管之后，电压降至所需的5V。
现在一切都很好，问题已经解决了-不幸的是，还没有完全解决。如果一切都像这样，我不会写一篇只包含我的错误故事的文章（到目前为止，除错误之外，我们还没有解决任何问题）。我们回到电路的原始组件，因为它们保证了我们在3V的输入电压下工作，而在3.2V的输入电压下，我们发现自己处于“收藏”模式-占空比为90％，输出电压为3.5V，输入电流为2.2A。是的，对于“更正确”的组件，没有观察到这种现象，但是组件的“正确性”的界限是什么。我们将始终如一地回答主要问题。
“谁有罪”。
再一次，让我们仔细看一下根据占空比（占空比）而变化的输出电压曲线图，并在其上找到两个部分-向上和向下（我们的情况是0.05）。如果我们在固定的输入电压下画出与所需输出电压相对应的直线，那么我们将在该图上看到两个相交点（也许一个或根本不相交，但坦率地说不是工作模式），在该处可以实现所需的转换系数。尽管如此，只有位于最大值左侧（占空比较低）的点才在以下基础上工作：
1）嵌入在微电路中的调节律意味着受控参数（输出电压）直接依赖于调节参数（占空比），并且在曲线的下降部分呈反比关系，如果不是在以下情况下，则将是麻烦的一半;
2）如果根据占空比绘制升压源的效率，我们将看到其值在整个确定范围内都随着占空比的增加而减小，首先是平稳的，因此在最大转换点处的效率为50％，然后直到达到最大值时才具有灾难性归零。很明显，如果有可能以80％或20％的效率获得相同的输出电压，则第二种选择应该没有实际实施的前景。
这种影响可以通过扼流圈和晶体管的寄生电阻下降的增加来解释，并且下降明显非线性地增长，因为通过这些组件的电流与输出电流相关，随着通过转换因子-占空比的输出电压的增加而增加。我已经指出了上述斗争的方法-降低寄生电阻，但现在我们不在谈论。
因此，我们确保不要将填充系数增加到超过由负载参数和电路组件的实际参数确定的特定值。但是，如果认为有必要，IC可以提供占空比高达90％的控制信号。恰恰与此功能相关联，考虑到微电路能够从2.5V电压开始工作的能力，我们将面临一个非常令人不快的过程，即“捕捉”。
“这是怎么发生的”。
故障情况：
1.当转换器与负载连接时，打开LIPS，其输出电压开始缓慢上升，直到电压达到1.8时无任何反应。
2.在输入电压为1.8至2.5的情况下，微电路会生成占空比为50％的控制信号，尽管其值未知，但晶体管可能会开始工作（或可能不会启动，如幸运的话），输出电压也会上升。
3.在达到2.5的电压后，微电路开始控制转换器，试图达到5 + 0.6V的输出电压，为此需要将电压增加5.6 / 2.5 = 2.24倍，这显然超出了我们设定的极限。因此，占空比达到最大值0.9，输出电压变为2.5 * 4 * 0.1 /（4 * 0.1 * 0.1 + 0.17 + 0.14）= 2.8V，而效率低于20％。
4.输入电压与输出电压和输出电流（以及输入电流）一起进一步上升，在某个点输入电流（顺便说一下，输出的九倍）超过了保护极限，LIPS进入当前稳定模式。因此，我们来到了我们的“工作点”，在那里我们将无限长的时间。
PNP：这是最好的情况，因为如果我们在LIPS上没有电流保护，那么在输入电压达到5.6 / 1.12 = 5V之后，微电路将看到电压已超过所需的电压，将开始降低占空比并返回到调整曲线的左侧，之前已通过5 * 1.8 = 9V的峰值，对所提供的组件造成不可预测的后果。
“该怎么办”。
由于我们不确定在低（低于3V）的电源电压下电路的正确操作（更确切地说，我们肯定是错误的），因此我们应该采取措施不要让低输入电压的电路进入曲线的右侧，我们将指出执行此操作的可能方法：
0）“我们微笑并挥手致意”-我们假装没有发生任何可怕的事情，粮食将始终以“飞跃”的方式供应，并且不会发生任何故障-嗯，总的来说，您了解为何水上乐园会倒塌，火箭爆炸，飞机失控地走向潜水，汽车无法控制地加速。
0 *）“问题不在我们身边”-我们在技术文档中明确要求使用“跳动”电源，并且没有电压降到工作电压以下。该方法显然比以前的方法更好，我们没有将问题隐藏在地毯下，但是清楚地识别了它。另一件事是，没有人会专门为我们安装电源“净化器”（我不确定这个要求是否会引起注意），而且我们很难证明自己的产品连接要求没有得到满足。尽管如此，仍有一个基本的机会来减轻自己对已发生事件的责任，尽管这不会使受害者容易。
1）“如果您需要付费，一位绅士总是笑着付费”-我们选择具有较大裕度的电路组件，以确保在低电压下工作。该方法是可以理解的，并且我们继续使用它，与此同时，我们在操作模式下提高了一点效率，但是“您必须为此付出一切”，并且我们将不得不增加质量尺寸参数和/或产品成本。
PNP：在这种情况下，必须考虑到限制仍然存在，只是界限已经改变。对于考虑用60mΩ的电感电阻，12mΩ的晶体管以及需要在2.5输入电压下正常工作的替换，我们得出Kmax> = 5.2 / 2.5 = 2.24，则极限负载电阻R> = 4 * Kmax * Kmax *（Rl + Rds）= 1.44欧姆，换句话说，在所有模式下（包括在接通电源时）从转换器消耗的电流不得超过3.5A。显然，最好不要接近危险极限，并对关键参数进行一半甚至两倍的保护，但这是您的喜好。
2）“您无法控制风，但可以完全控制风帆”-阻止错误，即排除向转换器的输入端提供低输入电压的可能性。我们不能保证外部信号源的行为，但是我们可以控制自己的输入电路。该方法不错，但是需要电路校正，所以现在不需要。
2 *）禁止电路在低输入电压下工作-方向看起来比前一个更有希望，因为不需要功率元件，尤其是考虑到微电路中存在允许输入的情况。但不是现在，就像以前的方法一样。
PNP：您可以通过不同的方式来实现工作阻塞：这是一个电阻分压器，并且使用齐纳二极管/三引线齐纳二极管和双极晶体管，通过上述方式形成了开路电压，以及一个真正的比较器等......成千上万个。
唯一不可接受的是RC电路，因为该电路不能解决我们的主要任务（我提醒您这是在达到输入电压的特定值之前禁止该电路运行），而是其他一些（达到一定电压后的给定时间间隔的形成与受控电压不一致）并且请参考选项0 *。同时，在上述类型的比较电路之后，这样的链可以是有用的，以便消除开关点附近的反弹。
PNP：如果您决定使用RC电路，请不要忘记通过将电阻器或电容器与二极管并联来提供电容器放电电路，否则电源故障会给我们带来很多负面情绪背景的“奇妙发现”。
好了，来了（我的普通读者已经很紧张，完全徒然，它发生了）漫长的第五点：不能说微电路的开发者并不知道基于这种微电路的这种行为的可能性，正如技术文档中的以下句子所证明的：
“其他（不希望的） ）的自举操作特性是……降低了在低输入电压下以高负载电流启动的能力，我倾向于将其转换为
“自我维持操作的不良方面……是在低输入电压下以高负载电流启动的能力降低。”
我认为，这样的警告是完全不够的，需要链接到应用笔记，其中这篇文章的内容应该只是一小部分。
例如，在“选择电感”部分中，根本没有提到电阻要求。显然，工程师必须知道这些要求，但是对于他来说，对最小电感的要求一定不能不为人所知，后者在本文档中得到了准确的介绍。
嗯，就像上面的樱桃一样-该文档的“选择晶体管”部分说明了需要考虑在低电压下工作的需要，而在同一文档中，它们给出了一个典型的升压转换器电路，用于输出12V / 0.5A（或5V / 1A，仅以我们的情况为例），在图中说明输入电压范围为1.8-5V，并完全忘记：
1）高达2.5V，微电路以0.5的未调节占空比工作，因此输出电压将不超过5V，这与12V略有不同（并且甚至不等于5V）;
PNP：我通常对微电路的位置（从文档的标题开始，从标题开始）感到有些惊讶，因为准备工作的起始电压为1.8V，这是完全不正确的，最低工作电压为2.5V会更正确。
2）使用过的FDS6680型晶体管有权在收到3V控制电压之前不打开，并且在“自支撑”电路中存在二极管的情况下，这是最低3.5V输入电压，明显高于规定的最低输入1.8V。
即插即用，同时也是第六个pYa：起初我以为这只是一个错误（是的，这发生在每个人身上，不仅是我和MMK），但是一个小情况使我改变了主意。这种情况位于“晶体管的选择”部分的第5段，即：
«5) Minimum threshold voltage (VTH(MIN))». , , , . , . , , .
顺便说一句，在其技术文档中建议使用的第二个IRF7401晶体管恰好给出了最小阈值电压（0.7V），并且没有更多，这有点令人震惊。当最大阈值（通常，我不介意在文档中指出，我只介意在电路的计算中使用）与最小阈值一致时，我不能排除该选项，但是我希望看到文档中明确指定的信息从某种意义上说，由于采用了不同的方法，使我们陷入了“猜测和假设的摇摇欲坠”的境地，因此它绝不是诚实的工程工作的可靠基础。
如果帖子中批评的文档作者（或其同情者）
好吧，黑魔法的发生像往常一样发生了，我们发现了该计划所观察到的行为的自然科学解释（正如一个显着人物所说：“我是唯物主义者”），我们不必走到黑暗的一面。我希望我的笔记对实践中的人有用，或者至少对阅读过程有益。