車載音頻放大器通常使用升壓轉(zhuǎn)換器來生成18V～28V（或更高）的電池輸出電壓。在這些100W及100W以上的高功耗應(yīng)用中，需要大升壓電感、多個(gè)級別的輸出電容器、并行MOSFET及二極管。將功率級分成多個(gè)并行相位減少了許多功率組件的應(yīng)力，加速了對負(fù)載變化（如那些重低音音符）的響應(yīng)，并提高了系統(tǒng)效率。

找到一款能夠用于2相升壓轉(zhuǎn)換器的脈寬調(diào)制控制器（PWM）相對較容易。大多數(shù)雙通道交錯(cuò)式離線控制器或推挽式控制器均可用于直接異相地驅(qū)動兩個(gè)升壓MOSFET。但是，在4相解決方案中，控制器的選擇范圍更加有限。幸運(yùn)的是，可以輕松地對一些多相降壓控制器進(jìn)行改裝，以在4相升壓轉(zhuǎn)換器中使用。

圖1顯示了一款使用了TI的TPS40090多相降壓控制器的4相、300W升壓電源，該轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)旨在處理一般會出現(xiàn)在音頻應(yīng)用中的500W峰值猝發(fā)。通常，在多相降壓結(jié)構(gòu)中，該控制器通過感應(yīng)輸出電感中的平均電流來平衡每一相位的電力。相反，在一個(gè)多相升壓結(jié)構(gòu)中，對電流的感應(yīng)是在安裝于每一個(gè)FET源極上的電阻器中進(jìn)行的。通過在每一個(gè)FET中平衡峰值電流，多相控制器在所有升壓相位中均勻地分配電力。來自控制器的柵極驅(qū)動信號為邏輯電平，因此每一個(gè)相位都要求具有一個(gè)MOSFET驅(qū)動器。本設(shè)計(jì)中，可以使用一個(gè)雙通道MOSFET驅(qū)動器（例如：UCC27324）來減少組件的數(shù)量。

圖1針對車載音頻放大器的300W、4相升壓轉(zhuǎn)換器

通過對每一個(gè)相位施加一個(gè)流限，多相控制器則可以保護(hù)控制器免于受到過載條件的損害。音頻應(yīng)用具有比平均輸出功率要高很多的短暫峰值功率需求。必須將流限設(shè)置得足夠高，以滿足這些峰值功率要求。外部欠壓鎖定（UVLO）電路還提供了另一層級的保護(hù)，其可防止系統(tǒng)在低電池電壓狀態(tài)下運(yùn)行。當(dāng)電池電壓下降時(shí)，升壓電源將試圖提供盡量多的輸入電流，這樣會導(dǎo)致電池電量耗盡時(shí)電池電壓的急劇下降。這種情況會使電池受到損壞，最壞的情況甚至?xí)闺姵貓?bào)廢。簡單且低成本的UVLO電路由一個(gè)參考電路、一個(gè)雙通道比較器和若干個(gè)電阻組成。

本設(shè)計(jì)中，四個(gè)相位均以500kHz進(jìn)行切換，并且分別為90度同步。圖2顯示了所有四個(gè)相位的漏－源電壓波形。來自每一個(gè)相位的紋波電流在輸入端和輸出端進(jìn)行求和，同時(shí)它們在輸入端和輸出端部分地互相抵消。這就同時(shí)減少了輸入和輸出電容器的AC紋波電流。另外，綜合紋波電流為2MHz時(shí)，相位頻率則是單個(gè)相位頻率的四倍。由于更低的紋波電流以及更高的頻率，與單相解決方案相比，輸入和輸出電容量在多相解決方案中要小得多。更高效的開關(guān)頻率還允許轉(zhuǎn)換器更為快速地對負(fù)載電流的變化做出響應(yīng)。