鋰離子電池的可用電壓范圍一般位于2.5V~4.3V之間，磷酸鐵鋰離子電池的可用電壓范圍則要低些（2V~3.6V），如果采用2~3節堿性電池為應用供電，可用電壓范圍的最低端就可以延伸到大約1.8V，對于這些應用環境中的升壓要求，RT4813可能就是最佳的選擇之一：它的功能是升壓，輸入電壓范圍在1.8V~5.5V之間，輸出電壓范圍也與此相同，而電流負載能力則確保其最大值至少為3.1A，這個數據是在3.6V轉5V的情況下給出來的，相信可以滿足很多應用的需求。

作為一款同步架構的Boost轉換器，RT4813的應用電路非常簡潔：

而豐富的特性則隱藏在此簡單的表象之下，值得我們花些時間來對其進行解讀。

RT4813的控制模式

RT4813的控制模式是CMCOT，換成中文來解釋，意即“電流模式+COT模式”。

電流模式的特征是電感電流直接受到輸出誤差的控制，可以快速響應負載的電流需求變化，但是其響應過程需要受到固定時鐘節拍的同步，這又降低了它的響應速度。

COT是“固定導通時間”的意思，轉換器的開關導通時間是固定的，截止時間則隨著負載的變化而變化，只要輸出電壓的反饋部分低于參考電壓，一次新的導通過程就可馬上發生，輸出電壓的下降可以得到及時彌補，響應速度非常快，適合快速變化的負載的需要，輕載的效率還很高。

CMCOT將這兩種模式的特性結合在一起，好的地方得到加強，不足的地方得到彌補，只要輸出電壓低于設定電壓，它對電感電流的要求就會提升；只要電感電流達不到要求的水平，新的導通過程就會及時發生，迅速把電感電流拉上去。如果一次導通過程還不夠，短暫的截止時間以后又可開始第二次導通，直至滿足負載需要為止。

RT4813的啟動過程

Boost電路的啟動過程是很難控制的，輸入端和輸出端間存在的壓差會自然帶來大電流沖擊的結果，傳統上來講它是不可控的。

為了解決此問題，RT4813導入了線性限流措施，它會在Vout < Vin期間進入線性恒流狀態，電流以受到限制的速度流到輸出端，避免了輸出電容自然充電所帶來的大電流沖擊，而且此電流的大小還是可以進行選擇的，最大值為2A，最小值為0.5A，共有4個檔位可選。

對輸出端的線性充電過程以輸出電壓的升高為成功的標志，待兩處電壓基本相當以后，RT4813即可進入軟起動狀態，以適當的速度把輸出電壓提升到設定好的目標電壓，然后轉入正常的工作狀態。如果線性充電過程不成功（這很有可能是由于比較重的負載的存在造成的），RT4813將自動加入一次更大電流的線性充電過程。如果第二次充電仍然不成功，RT4813就會進入故障保護狀態，等待用戶介入解決問題。

上述的線性充電過程和軟啟動過程都是有時間限制的，預設的目標必須在限定的時間內達成，超時以后就可以判定為故障了。關于這部分的做法，規格書用流程圖對此進行了說明：

而進入哪種狀態的判斷指標則列入如下所示的表格中：

逐周期過流保護與輸出平均電流限制

CMCOT控制架構的電流檢測點是位于續流管中的，此信號既會進入控制回路中，也將被用作限流電路的輸入信號，此電流的增大或是減小完全取決于主開關的導通次數或是其時長的變化。

無論是在軟起動階段還是正常的工作階段，進入續流管中的電感電流都是有限制的，而軟起動階段的電流限制是可調的，正常工作階段則是不可調的，它們的最大值是6A。

不同的應用對Boost轉換器輸出電流能力的要求是不同的。對于確定的應用，輸出電流的上限可以被很明確地確定下來，如果實際的負載超出了這一限制，很有可能就是有問題發生了。想想那些和連接器端口連接在一起的轉換器輸出可能遇到的問題，你就能知道輸出電流的限制有多重要了。所以，對于輸出電流的大小最好是有一個限制，這樣就可以避免不當狀況的發生帶來意外的問題。RT4813對輸出電流的限制可以在550mA~3100mA之間進行調節，而這種限制是對電流平均的限制，瞬時發生的大電流不在此限制中，可以包容負載的突然變化。當RT4813的負載發生大的階躍變化時，短時的過流情況也可能發生，這時需要考慮此機制對瞬態響應過程的影響。

RT4813的電磁兼容性改善措施

以開關切換模式工作的Boost轉換器存在電磁輻射問題是必然的，它們的來源有兩個：陡峭的電流、電壓切換過程和反復出現的電流、電壓脈沖。通過降低開關切換的速度可以降低前者的影響，但也同時導致功率損耗的加大。以固定的頻率和占空比出現的電流、電壓脈沖含有固定的頻譜分布，輻射能量就會在固定的頻點上集中。通過改變頻率和占空比可將輻射能量的分布平均化，從而帶來降低輻射水平的效果。

RT4813的開關驅動能力是可調的，其占空比也可以處于自動的微調狀態中，因而可以達成降低輻射、頻譜展寬的效果。下面的兩幅圖形是某測試板的展頻模式未開時的輻射測試結果：

我們可以看到某些地方的數據是不太令人滿意的，而下面兩圖的數據就得到了改善，這是展頻模式開啟以后的效果：

這些結果都是在輸入電壓為3.7V、負載功率為1W的條件下測得的。連續的兩幅圖形，前一幅為水平極化測試結果，后一幅為垂直極化測試結果。

在實際的應用中，不同的PCB布局可以導致完全不同的輻射測試結果，良好的設計對于降低輻射、縮短調測時間和成本都具有極其重要的作用，希望你能在實際的工作中把重點放在這樣的地方。

RT4813的控制方法

前文中反復提及RT4813的很多參數、模式都是可以選擇的，要想實現這些選擇，你需要使用具有I2C接口的MCU與之連接才可進行。有了這個基礎以后，你就可以將代表指令的數據寫入其內部寄存器中了，器件此后的運作將在新的參數下進行。如果你沒有做這些工作，RT4813也會運作，但是以預先設定的參數進行的，你可以在規格書中找到這些預設值，同時也能看到參數、模式的調節方法。

RT4813應用實例

上面的電路簡圖是一個案例，RT4813被加入由RT1711和RT9485組成的移動電源方案中（移動電源應用也正是設計RT4813的初始目標），為以RT9485為核心的移動電源增添了一個符合USB Type-C標準的雙向接口，RT4813為其C型接口提供5V輸出，RT1711則提供了完整的接口協議控制支持。我在過去的一年中一直使用這樣的移動電源為我的出行服務，那是一臺樣機，但一直工作得非常好，下圖是它實際的樣子：

RT4813的供應狀況

RT4813是已經量產的產品，你可以通過立锜的各大代理機構進行購買。如果有需要，你也可以通過網絡進行采購，在目錄經銷商digi-key的網站（www.digikey.com）上可以立即下單。如果你想得到免費的樣品，請登錄立锜科技的官方網站www.richtek.com進行申請。