David Salerno
現(xiàn)代手持式儀器、便攜式醫(yī)療設(shè)備和消費電子產(chǎn)品需要多種電源軌用于內(nèi)部處理器、存儲器、音頻和彩色顯示器。這些設(shè)備的常用電池技術(shù)包括單節(jié)或多節(jié)堿性電池、鎳氫電池或鋰聚電池/鋰離子電池。從 USB 端口或墻上適配器操作是另一個常見特征??筛鼡Q堿性電池對于沒有電源或時間為電池充電的偏遠(yuǎn)地區(qū)和便攜式醫(yī)療設(shè)備特別有吸引力。挑戰(zhàn)在于為這些寬VIN范圍、多輸出應(yīng)用創(chuàng)建緊湊高效的電源解決方案。LTC?3100 多通道 DC/DC 轉(zhuǎn)換器使應(yīng)對這一挑戰(zhàn)變得更加容易。
LTC?3100 是一款高效率、1.5MHz 多通道 DC/DC 轉(zhuǎn)換器,采用緊湊的 3mm × 3mm × 0.75mm QFN 封裝。該器件具有一個同步升壓 DC/DC 轉(zhuǎn)換器、一個同步降壓 DC/DC 轉(zhuǎn)換器和一個 100mA 低壓差線性穩(wěn)壓器 (LDO)。
升壓和降壓轉(zhuǎn)換器可以獨立于不同源、同一源或級聯(lián)以創(chuàng)建降壓-升壓轉(zhuǎn)換器。內(nèi)部環(huán)路補償簡化了設(shè)計,并最大限度地減少了外部元件數(shù)量和解決方案尺寸。每個轉(zhuǎn)換器都有一個電源良好指示器,可用于電壓排序。升壓轉(zhuǎn)換器提供高達(dá) 95% 的效率,并具有真正的輸出斷開、700mA 的最小電流限制,并且可以在低至 700mV 的輸入電壓下啟動,使其成為單節(jié)堿性或 NiMH 電池應(yīng)用的理想選擇。降壓轉(zhuǎn)換器提供高達(dá) 94% 的效率,可在 250.1V 至 8.5V 的輸入電壓下提供 25mA 或更高的電流。兩款轉(zhuǎn)換器均具有自動突發(fā)模式操作功能,可在輕負(fù)載條件下實現(xiàn)高效率。對于低噪聲應(yīng)用,可通過將 MODE 引腳接地來禁用突發(fā)模式操作。100mA LDO的輸入在內(nèi)部連接到升壓輸出,可用于產(chǎn)生第三個低噪聲輸出。它還可用于升壓輸出電壓的電壓排序。?
圖 1 所示電路利用了 LTC3100 采用獨立輸入電源工作的能力,以產(chǎn)生多個輸出,而不管哪個電源可用。在本例中,升壓轉(zhuǎn)換器從單節(jié)或雙節(jié)輸入電壓產(chǎn)生穩(wěn)定的3.3V輸出。降壓轉(zhuǎn)換器采用 5V USB 或墻上適配器輸入供電,也可產(chǎn)生 3.3V 電壓,其輸出外部連接到升壓輸出。
圖1.多輸入源3.3V和1.8V轉(zhuǎn)換器。
通過保持 MODE 引腳開路,LTC3100 的自動突發(fā)模式操作功能得以啟用,從而最大限度地延長了輕負(fù)載條件下的電池壽命。當(dāng)USB或墻上適配器電源可用時,降壓轉(zhuǎn)換器自動使能,并產(chǎn)生3.3V輸出,設(shè)置的輸出比升壓轉(zhuǎn)換器高3.8%。這使升壓轉(zhuǎn)換器進入睡眠模式,將電池負(fù)載降低到僅幾微安。結(jié)果是3.3V輸出,從電池電源無縫轉(zhuǎn)換到USB電源,同時最大限度地延長電池壽命。USB 輸入上的二極管可防止 3.3V 輸出(使用電池工作時)的任何反向電流在 USB 輸入開路或接地時返回到 USB 輸入。圖2顯示了采用各種輸入源的轉(zhuǎn)換器效率與負(fù)載的關(guān)系,說明了寬負(fù)載范圍內(nèi)的高效率。LTC3100 中的 LDO (其輸入在內(nèi)部連接至升壓輸出)提供了第二個穩(wěn)壓輸出 (在本例中設(shè)置為設(shè)置為 1.8V)。
圖2.圖1所示電路的轉(zhuǎn)換器效率。
由于降壓型轉(zhuǎn)換器的輸入可來自升壓輸出,因此 LTC3100 可用作一款超低電壓降壓-升壓型轉(zhuǎn)換器,從而從單節(jié)堿性或 NiMH 電池提供穩(wěn)定的 1.2V 輸出。如圖 3 所示,其中 LTC3100 通過升壓 V 從單節(jié)電池輸入 (其電壓可能高于或低于 1.2V) 產(chǎn)生兩個穩(wěn)壓輸出在最高可達(dá) 3.5V,然后使用降壓和 LDO 調(diào)節(jié)至 1.2V 和 3.3V。在本例中,電源良好輸出和LDO用于提供電壓排序,因此1.2V內(nèi)核電源在3.3V I/O電源之前出現(xiàn),如圖4示波器照片所示。LDO還為3.3V輸出提供額外的噪聲濾波和紋波抑制,保證敏感模擬電路的低噪聲輸出,即使轉(zhuǎn)換器處于突發(fā)模式操作。
圖3.具有電壓排序功能的單節(jié)雙輸出轉(zhuǎn)換器。
圖4.圖3所示電路輸出電壓的電壓排序。
結(jié)論
LTC?3100 是一款高效率、多通道轉(zhuǎn)換器,可采用寬范圍電壓源運作。LTC3100 具有用于每個轉(zhuǎn)換器的獨立輸入電壓、電源良好輸出和一個 LDO 使得 LTC<> 成為一款小型、高度集成和靈活的解決方案,適用于許多要求苛刻的應(yīng)用。
審核編輯:郭婷
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