摘要: LTC3525提高了SC70封装中升压转换器性能和功率能力的标准。它是一种基于电感的同步升压(boost) DC/DC转换器,从低至1V的输入电压开始工作,将其提升到3.3V或5V。
LTC3525提高了SC70封装中升压转换器性能和功率能力的标准。它是一种基于电感的同步升压(boost) DC/DC转换器,从低至1V的输入电压开始工作,将其提升到3.3V或5V。其强大的内部400mA开关允许LTC3525提供高达150mA的负载电流,效率高达94%。为了进一步节省空间,它只需要三个外部组件(两个小型陶瓷电容器和一个小型电感器),因此一个完整的解决方案适合以前仅为电荷泵设计保留的空间。
LTC3525-3.3和LTC3525-5均采用2mm × 2mm × 1mm SC70封装,工作输入范围为0.8V至4.5V。这种灵活性使它们适用于由1到3个碱性/镍氢电池或单个锂离子电池供电的紧凑型应用。3.3V版本甚至可以在输入电压超过输出电压的情况下保持稳压。
图1所示。典型应用使用LTC3525-3.3/-5。
小但功能齐全的解决方案
尽管其小巧的SC70封装,LTC3525包括许多复杂的功能,如:输出断开,浪涌电流限制,低输出电压纹波,同步整流,单单元能力,反环控制和小于1µA的关机电流。它还具有过流保护和热关闭,使其能够维持无限短路而不损坏。
外部元件的选择很容易,因为大多数应用只需要一个1µF的陶瓷输入电容进行局部去耦,一个10µF的陶瓷输出滤波电容和一个10µH的电感(尽管可以使用从4.7到15µH的任何值)。请确保仅使用X5R或X7R型电容器,使它们靠近IC的引脚。
启用LTC3525SHDN引脚到1V和5V之间的任何电压,无论输入或输出电压。
宽输入电压范围内的高效率负载电流
LTC3525采用专利技术,可根据负载和输入电压的变化自适应调整峰值电感电流。该技术在轻至中等负载下提供最佳效率,同时使其能够提供超出其他同类尺寸解决方案能力的更大负载电流。
LTC3525的低静态电流在V(OUT)时仅为7 μ A,使其在极轻负载下保持令人印象深刻的效率,如图2所示,并且在很宽的输入电压范围内。相比之下,电荷泵设计的效率随着电池电压的变化而变化很大,如图3所示。注意,电荷泵的设计需要至少1.7V的输入电压才能产生3.3V的稳压输出。类似的基于电感的解决方案需要更大的封装和更多的外部组件,这使得它们不适合电路板空间有限的应用,或者对于成本敏感的应用来说过于昂贵。
图2。LTC3525-3.3的效率与负载的关系。
图3。LTC3525-3.3和基于等效电荷泵的升压电路效率与输入电压的比较。
单电池到3.3V转换器与1mm的轮廓
使用LTC3525-3.3的单个碱性或镍电池到3.3V转换器如图4所示。这个应用程序使用一个电感和输出电容来实现1mm的配置文件。它从单个电池提供60mA的负载电流,从两个电池提供140mA的负载电流,同时适合5mm × 7mm的占地面积。转换器在低于1V的输入电压下工作的能力允许它使用电池中的所有可用能量,并且还可以防止转换器在负载瞬态导致输入电压瞬间下降的情况下关闭。
图4。单电池到3.3V转换器提供60mA负载电流在一个1mm的轮廓。
锂离子/3-电池到5V转换器提供超过175mA的低输出纹波
LTC3525的输出纹波极低,输出电容最小。在大多数应用中,10µF陶瓷电容器的峰对峰输出纹波小于1%。通过使用22µF电容器,输出纹波可以降低到V(OUT)的0.5%以下,使其适用于以前需要更大,更昂贵的固定频率转换器的许多噪声敏感应用。
图5中的电路仅占6mm × 6mm的空间,从锂离子电池(或三个碱性或镍电池)提供175mA或更高的5V电压。使用22µF输出电容,轻载时输出纹波仅为22mV(P-P),满载时小于50mV(P-P),如图6所示。如图7所示,效率最高可达93%,并且在负载电流的30年内保持在85%以上。该解决方案也可用于在3.3V供电系统中提供200mA的5V电压。整个解决方案适合1.8毫米的轮廓。
图5。锂离子到5V转换器提供175mA负载电流与<0.5%纹波。
图6。5V变换器在最小和最大负载下的输出电压纹波。
图7。锂离子到5V转换器的效率与负载的关系。
结论
今天的许多电池供电的便携式设备,如MP3播放器,医疗器械和数码相机都可以受益于LTC3525提供的小尺寸,简单和延长的电池寿命。其小巧,低调的SC70封装和最小的外部部件计数使其成为一种可行的,高性能的替代效率较低的电荷泵设计。其400mA开关电流和低输出纹波使其能够在成本敏感的应用中取代更昂贵的固定变频器。
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