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高性能單片式同步降壓型穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)縮小各種應(yīng)用中的電池供電應(yīng)用

星星科技指導(dǎo)員 ? 來源:ADI ? 作者:Mylien Tran and Theo ? 2023-04-13 11:39 ? 次閱讀

當(dāng)相對較高的電壓軌(12V)必須降壓到相對較低的電平時 (3.3V,1.8V),傳統(tǒng)的首選轉(zhuǎn)換器DC/DC開關(guān)控制器,用于驅(qū)動 外部 MOSFET。在許多應(yīng)用中,取代典型的控制器MOSFET二極管 與單片穩(wěn)壓器組合將節(jié)省空間、設(shè)計時間和成本。 問題在于12V電源軌對于許多單芯片降壓轉(zhuǎn)換器來說太高了,這 通常不能與6V以上的輸入一起使用。此外,開關(guān)損耗通常 防止在~1MHz以上實(shí)際操作,排除使用盡可能小的可能 電感器,最終否定了單片穩(wěn)壓器的一些尺寸優(yōu)勢。

LTC?3601 和 LTC3604 是高性能單片式同步降壓型穩(wěn)壓器,能夠分別提供高達(dá) 1.5A 和 2.5A 的電流。它們在 3.6V 至 15V 的寬輸入電壓范圍內(nèi)工作,該范圍包括手持設(shè)備、PC 和汽車中的電池化學(xué)成分。其獨(dú)特的恒定頻率/受控導(dǎo)通時間架構(gòu)具有 20ns 的最小導(dǎo)通時間,非常適合需要高開關(guān)頻率和快速瞬態(tài)響應(yīng)同時保持高效率的高降壓比應(yīng)用。

默認(rèn)配置 最少的組件

為了減少外部元件數(shù)量、成本、 以及設(shè)計時間、開關(guān)頻率和 環(huán)路補(bǔ)償可通過簡單的方式設(shè)置 引腳配置。圖 1 顯示了一個典型的 應(yīng)用。要啟用 2MHz 操作, 振蕩器頻率編程引腳 (RT) 連接到內(nèi)部 3.3V 穩(wěn)壓器 輸出引腳(INTVCC)。違約補(bǔ)償 在補(bǔ)償時應(yīng)用 引腳(ITH)與INTVCC綁定,產(chǎn)生 干凈的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)(圖 2)。

poYBAGQ3nWaAVS4rAACXJ0CyI_w667.png

圖1.寬輸入范圍至 3.3V、2.5A 應(yīng)用。

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圖2.圖1所示電路的快速瞬態(tài)響應(yīng)。

工作頻率可編程 從 800kHz 到 4MHz,帶外部 從RT到地的電阻。用于開關(guān)噪聲敏感 應(yīng)用, LTC3601 和 LTC3604 可在外部同步 在相同的頻率范圍內(nèi) 無論 RT 的狀態(tài)如何。無外部 同步需要 PLL 組件。

一些應(yīng)用程序需要轉(zhuǎn)移 工作期間的開關(guān)頻率, 通常避免干擾相鄰 無線電接收器。圖 3 顯示 輸出電壓偏差最小 即使引入同步頻率 在模式/同步正在迅速變化。

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圖3.同步開關(guān)頻率可以動態(tài)轉(zhuǎn)換,V變化很小外.

兩款IC均具有可選的突發(fā)模式操作,可在低電平時實(shí)現(xiàn)出色的效率 負(fù)載電流(圖 4),或者強(qiáng)制連續(xù)模式,這給出了 提高輕負(fù)載效率,實(shí)現(xiàn)最低 輸出紋波和恒定頻率 操作。即便如此,突發(fā)模式操作 紋波通常僅為20mV。?

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圖4.突發(fā)模式操作可在輕負(fù)載下產(chǎn)生高效率和低 RDS(ON)開關(guān)在最大負(fù)載下保持高效率。

內(nèi)置內(nèi)部400μs軟啟動定時器 防止 V 處的電流浪涌在在 啟動。更長的軟啟動時間 通過斜坡跟蹤引腳實(shí)現(xiàn) 或從 TRACK 引腳連接電容器 接地 (t黨衛(wèi)軍= 430,000 × C履帶/不銹鋼).一 開漏 P好引腳監(jiān)控輸出 如果輸出電壓為 ±8%,則拉低 從監(jiān)管角度來看。附加的 V在過壓和短路保護(hù) 打造全方位堅固耐用的 IC。

高頻、低占空比 循環(huán),沒問題

許多微處理器需要低電壓 1.x 伏電源軌,但它們也駐留在 需要高開關(guān)的應(yīng)用 保持無源元件的頻率 體積小,避免射頻干擾與關(guān)鍵 頻帶。問題是 實(shí)現(xiàn)高 降壓比和高開關(guān)頻率 可能難以捉摸,因為它需要 這么短的最短導(dǎo)通時間。圖5 顯示了 LTC3604 的原理圖 4 MHz、12V–1.8V 應(yīng)用。38ns 此應(yīng)用程序所需的準(zhǔn)時是 遠(yuǎn)高于 LTC3604 的 20ns 最小值。

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圖5.LTC3604可在高頻(4 MHz)和低占空比下工作,以緊湊的占位面積實(shí)現(xiàn)高降壓比。

圖 5 中的設(shè)計利用了 LTC3604 的許多特性。 通常為最小輸入電壓 為3.6V,但此處欠壓鎖定 通過增加一個電阻器提高到 6V V 的分頻器在以運(yùn)行。軟啟動 通過添加時間增加到 4.3ms 從軌道到地的 10nF 電容。 開關(guān)頻率同步 從外部電源到 4MHz。 如果該源失敗,則內(nèi)部 振蕩器(也設(shè)置為4MHz)將接管。 最后,環(huán)路補(bǔ)償是外部的。

結(jié)論

LTC3601 和 LTC3604 是 新一代單片式 DC/DC 轉(zhuǎn)換器 能夠處理相對較高 輸入電壓和較低的占空比。他們 緊湊的尺寸、高性能和最小的 組件設(shè)計使其成為理想之選 適用于緊湊型應(yīng)用。兩個 IC 都是 提供緊湊、熱增強(qiáng)型 3mm × 3mm QFN 和 MSOP 封裝。

審核編輯:郭婷

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