级联降压转换器和独立降压转换器的解决方案

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　　级联降压转换器和独立降压转换器的解决方案：级联降压与升压转换器包含降压转换器和升压转换器两个独立且分离的转换器。降压转换器将电压稳定在中电压(如1.8V)，而升压转换器则将中电压升高至3.3V。由于能够100%地利用电池电量，所以该架构非常适用于要求较低电压轨的系统。但由于采用了两段转换机制，从效率的角度考虑，这并不是最佳解决方案。
　　有效的功率转换效率是降压稳压器效率与升压稳压器效率之积。工作在上述电压条件下，降压与升压转换器的典型效率值均为90%，因此3.3V转换器的有效功率转换效率为90%×90%=81%。由于该架构包含两个独立的转换器，所以元件数量与系统体积均增加了，不但难以应用在小型便携式产品中，而且还增加了成本。
　　采用降压转换器也能使锂离子电池电压转换成3.3V电压，但该方案常常被忽略，并未得到广泛应用。设计工程师在观察电池放电曲线后一般会放弃这个解决方案，这是因为从电池完全放电曲线可看出，降压稳压器无法生成3.3V电压轨。当降压转换器的输入电压下降到接近输出电压时，很多降压转换器会进入100%占空比模式。在此条件下，转换器停止转换，将输入电压直接进行输出。在100%占空比模式下，输出电压等于输入电压减去转换器的压降。该压降由(MOSFET导通电阻、输出电感的直流电阻及负载电流决定，这样便设定了仍处于稳压范围的最小电池电压。假设系统认为3.3V电压轨下降5％仍处于稳压范围，则用下面等式可计算出系统工作的最小电池电压：
　　Vbattery_min=Vout_nom×0.95+(Rdson+RL)×Iout
　　其中：Vout_nom为额定值3.3V，Rdson为功率MOSFET导通电阻，RL为输出电感dc电阻，Iout为转换器3.3V时的输出电流。
　　当电池电压降至Vbattery_min时，系统在低于最小容限时必须关闭，以避免运行在3.3V电压轨上而损坏数据。即使电池仍剩余5～15％电能，系统也有可能关闭。系统关闭前还剩余多少电池电能多少取决于元件电阻、负载电流、电池的新旧以及环境温度等多种因素。
　　大多数设计工程师会因为这个原因而放弃采用单独的降压拓扑，但仔细研究系统实际运行时间就会发现，标准降压/升压、级联降压以及升压拓扑的转换效率比单独的降压转换器的效率低得多。尽管这些拓扑能充分利用电池电量，但效率却远低于降压转换器。很多情况下，单独降压转换器的运行时间比其他两种拓扑都长。直到2005年，全集成降压转换器才被视为生成3.3V电压轨的最佳选择。
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