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升压/降压充电泵DC/DC转换器提供高达150mA的微小2mm × 2mm DFN封装

来源:analog 发布时间:2024-03-25

摘要: 新型LTC3240升压/降压DC/DC转换器非常适合此类应用,可以在微小的6引线2mm × 2mm DFN封装中提供高达150mA的电压。

各种各样的手持和便携式应用都是由锂离子电池或AA电池供电的。单节锂离子电池(2.7V-4.2V)或2节AA电池(1.8V-3.0V)的宽输入电压范围需要DC/DC转换器,该转换器可以升压或降压输入电压,以提供固定的输出电压,如3.3V或2.5V。新型LTC3240升压/降压DC/DC转换器非常适合此类应用,可以在微小的6引线2mm × 2mm DFN封装中提供高达150mA的电压。

对于大于稳压输出电压的输入电压,LTC3240作为低差稳压器工作。当输入电压降至与稳压输出电压差约150mV时,LTC3240自动切换到升压模式。在升压模式下,LTC3240作为恒频(1.2MHz)倍压充电泵工作。如图1所示,LTC3240只需要三个微小的外部陶瓷电容器,应用空间极小。

图1所示 LTC3240-3.3升压/降压转换器,能够提供高达150mA的电流

LTC3240具有低空载工作电流(典型65µA)和超低关机电流(<1µA)的特点。内置软启动电路防止启动过程中过大的涌流电流。热关闭和限流电路允许部件在连续输出短路时存活。

适用于锂离子或三节AA电池输入3.3V输出

LTC3240-3.3的典型应用电路如图2所示。输入可以是一个锂离子电池或三个AA电池。图3显示了负载电流为30mA时整个输入电压范围的输出电压变化。


图2 调节3.3V电池电压


图3 输出电压vs输入电压(全量程)

一个新的或充电的电池以其最高的终端电压启动。当电池放电时,其终端电压继续下降,直到下一次充电。LTC3240通过在大部分电池寿命中继续以降压(LDO模式)工作来优化输出效率。当电池电压足够低时,它会自动切换到充电泵模式,在下一次充电循环之前从电池中挤出最大的能量。图4显示了LTC3240-3.3的效率与输入电压的关系。


图4 效率与输入电压(LTC3240-3.3)

在升压(电荷泵)模式下,LTC3240采用独特的架构来优化在每个时钟周期内转移到输出的电荷,从而最大限度地减少输出纹波。该部件只需要一个4.7µF, 0603尺寸的陶瓷电容器,就可以在150mA下获得32mV的最大纹波电压(3.3V输出<1%)(见图5)。


图5 输出电压纹波(LTC3240-3.3)

为了在轻负荷下延长电池寿命,在电荷泵模式下,该部件以高效率的突发模式运行。在这种情况下,LTC3240在几个周期内提供最小电量,然后进入低电流状态,直到输出降低到需要另一次充电。

结论

LTC3240升压/降压电荷泵DC/DC转换器提供固定稳压输出,电流高达150mA,宽输入电压范围,采用小型6引线2mm × 2mm DFN封装。它非常适合在空间有限的应用中进行高效的DC/DC转换,例如电池供电的手持电子设备。

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