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、多個級別的輸出電容器、并行MOSFET及二極管。將功率級分成多個并行相位減少了許多功率組件的應(yīng)力，加速了對負載變化（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。幸運的是，可以輕松地對一些多相降壓控制器進行改裝，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，在一個多相升壓結(jié)構(gòu)中，對電流的感應(yīng)是在安裝于每一個FET源極上的電阻器中進行的。通過在每一個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，因此每一個相位都要求具有一個MOSFET驅(qū)動器。本設(shè)計中，可以使用一個雙通道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

通過對每一個相位施加一個流限，多相控制器則可以保護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，其可防止系統(tǒng)在低電池電壓狀態(tài)下運行。當(dāng)電池電壓下降時，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)闺姵貓髲U。簡單且低成本的UVLO電路由一個參考電路、一個雙通道比較器和若干個電阻組成。

本設(shè)計中，四個相位均以500kHz進行切換，并且分別為90度同步。圖2顯示了所有四個相位的漏－源電壓波形。來自每一個相位的紋波電流在輸入端和輸出端進行求和，同時它們在輸入端和輸出端部分地互相抵消。這就同時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，相位頻率則是單個相位頻率的四倍。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載電流的變化做出響應(yīng)。