升壓轉換器設計精選：熱門產品特性與應用案例
Kurt Lee, Sophia Tong | AN087
立錡提供多樣化的升壓轉換器解決方案，以滿足不同應用需求。本篇應用筆記將探討多項熱門升壓轉換器的主要特性與應用範例，幫助工程師在不同應用中，選擇最合適的產品，確保系統的高效能與穩定性。
1 升壓轉換器的選擇考量
在不同應用中，選擇適合的升壓轉換器需要綜合考量以下因素：輸入輸出電壓範圍、靜態電流與功率、控制介面、包裝與成本。以下列表為立錡推出的熱門升壓轉換器產品，依據功能與架構分為4大類和分別的產品，具有旁路開關架構，以I2C介面控制的RT4803/RT4803A/RT4803B系列、低靜態電流RT4823、簡易設計RT4812，以及高壓輸出產品RT8581。
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With Bypass MOSFET
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Easy Design
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Low Iq
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High Vout
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RT4803
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RT4803A
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RT4803B
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RT4812
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RT4823
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RT8581
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Vin
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1.8V-5.5V
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1.8V-5V
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1.8V-5V
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1.8V-5V
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1.8V-5.5V
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2.7V-12V
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Vout
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2.85V-4.4V
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2.85V-4.4V
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2.85V-4.4V
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1.8V-5.5V
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5V
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4.5V-12.6V
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I/O
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1.8V
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1.8V
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1.2V
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1.8V
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1.8V
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1.2V
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ISW
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5A
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4A
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4A
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4A
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2.15A
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10A
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BYP_FET
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Y
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Y
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Y
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--
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--
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--
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I2C
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Y
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Y
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Y
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--
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--
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--
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Iq
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65μA
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55μA
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56μA
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90μA
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4μA
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30μA
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Packages
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RT4803?sc_lang=en" class="link">WL-CSP1.67x1.67-16(BSC)
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RT4803?sc_lang=en" class="link">WL-CSP1.67x1.67-16(BSC)
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RT4803?sc_lang=en" class="link">WL-CSP1.67x1.67-16(BSC)
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TSOT-23-8(FC)
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RT4803?sc_lang=en" class="link">WL-CSP1.3x1.2-9(BSC)
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VQFN2x2.5-11
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2 不同類型升壓轉換器特性與應用範例
一般升壓轉換器在 Bypass Mode 運行時，輸入電流需經過電感與上橋 MOSFET (HS_FET) 後才傳輸至輸出端，導致較高的導通損耗。然而，RT4803 系列產品在 Bypass Mode 下，電流僅需通過內建的旁路開關 (BYP_FET) 即可直接輸出，避免電感直流電阻 (DCR) 所帶來的額外損耗，顯著降低導通損耗，能有效降低 Bypass Mode 下的整體電壓降，並能確保輸出電壓不低於目標值。此外，透過增加旁路開關，相較於傳統架構的 97% 至 98% 效率，可進一步提升至接近 100%，減少功耗與熱能產生，提升系統效能與可靠性。
此系列產品由於使用小型 CSP 封裝，其中 RT4803B 的I/O可低至1.2V，適合用於具有高容量低操作電壓特性的矽負極電池 (Si-Anode battery) 在手機應用模組，例如：2G PA、Wi-Fi模組、音源放大器等，或是其他行動或穿戴式裝置應用。
圖1. 行動裝置電源應用範例
2.2 低靜態電流升壓轉換器：RT4823
RT4823 也是一款採用 CSP 小型封裝的升壓轉換器，專為智慧型手機及小型穿戴式裝置應用而設計。以下範例展示其在手機 OTG (On-The-Go) 功能中的應用。當使用者將小型風扇、儲存裝置或手電筒等周邊設備連接至 USB 接口時，手機需提供 5V 電壓輸出。根據 Type-C 標準，此類應用通常要求約 5V/1.5A，即 7.5W 的輸出功率。RT4823 正可以滿足此需求，提供OTG應用上所需要的電壓，此外，僅有4μA的靜態電流，更適合長時間待機的應用場景。RT4823 還內建防逆灌 (Reverse Blocking) 保護機制，可有效防止外部電壓回灌至輸入端，提升系統穩定性與安全性。
圖2. 行動裝置OTG應用範例
2.3 簡易設計升壓轉換器：RT4812
RT4812 是一款採用 TSOT-23-8 封裝的高效能升壓轉換器，具備簡單易用的設計。透過 FB 引腳可靈活調整輸出電壓，並可直接透過引腳配置平均輸出電流限制閾值，以適應 1A 或 2.1A 兩種不同應用需求。TSOT-23-8 封裝設計具有成本優勢，無需透過 PCB 鑽孔 (Via) 佈線，使其特別適用於單/雙層板具有成本考量的應用，如行動電源、無線滑鼠等消費性電子產品。
圖3. 光學滑鼠應用
2.4 高輸出電壓升壓轉換器：RT8581
RT8581 是一款高輸出電壓的升壓轉換器，可為採用先進鋰離子電池的系統提供高效、緊湊的電源解決方案，提供高至20W的功率輸出。RT8581 可從單顆鋰離子電池提供穩定的輸出電壓，且內部開關元件具有低導通電阻，重載效率可高達 94.5% (Vin = 5V, Vout = 12V, Iout = 1.5A)。圖4顯示 RT8581 在 NAND Flash 供電中的應用，透過RT8581 為 VPP 供電，可有效提升 NAND Flash 的寫入速度，優化存儲性能並提升系統整體效能。
圖4. NAND Flash 供電應用
除此之外，RT8581也可以用來對音頻放大器供電，如圖5所示。
圖5. 音頻放大器應用
3 結論
立錡提供多樣化的升壓轉換器產品，以滿足不同應用場景對於功率效率、靜態電流、封裝尺寸及控制介面的需求。本應用筆記提供各類升壓轉換器的特性與應用範例，幫助工程師快速選擇最合適的解決方案。透過 RT4803 系列的旁路開關架構，可有效降低導通損耗並提升效率；RT4823 以超低靜態電流特性，適用於 OTG 及長時間待機應用；RT4812 提供簡易設計方案，具有成本優勢；而 RT8581 則具備高電壓輸出能力，能夠為高功耗應用如 NAND Flash 及9W至15W音頻放大器提供穩定電源。工程師可在不同應用中實現最佳的電源管理方案，確保產品在高效能、低功耗之間達到最佳平衡。
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