微型硬盘驱动器是一种流行的存储介质，用于存放MP3音乐文件、数码照片和最新便携式电子产品中的其他数据。同样，锂离子电池在这些设备中也很受欢迎，这带来了一个小问题，即迷你磁盘驱动器通常需要3.3V电源，这正好在锂离子电池工作范围(3.0 v至4.2 v)的中间。这需要一个转换器，既可以降低充满电的锂离子电池的电压，也可以在电池放电到低于3.3 v的水平时提高电池的电压。

LTC3442是一款1.2A buck-boost转换器，非常适合小型磁盘驱动器应用，当然也适用于其他buck-boost应用。LTC3442以95%的效率延长电池寿命，并通过其3mm × 4mm DFN封装适合狭窄的空间。它建立在以前的LTC降压升压产品的基础上，增加了可编程的自动突发模式 操作，开关频率和平均输入电流限制。

特性

LTC3442 buck-boost转换器采用与LTC3440和LTC3441相同的固定频率，四开关架构，允许它使用单个电感来调节输出电压，输入电压可以大于或小于输出电压。这为锂离子到3.3V的应用提供了一个极好的解决方案，比SEPIC设计具有更高的效率，更小的尺寸和更低的成本。可编程的自动突发模式操作使转换器可以在没有外部干预的情况下改变工作模式，在便携式应用中实现最佳效率。从固定频率PWM模式到突发模式操作的过渡点很容易用单个电阻编程。此外，可编程的平均输入电流限制允许用户限制从电源汲取的电流。此功能在USB应用中非常有用，其中允许的电流最大限制为500mA。四个内部100毫欧 MOSFET开关提供高效率，即使在峰值电流高达3A。可编程开关频率和软启动为许多不同的应用提供了灵活性。输出断开，防止在正常操作或关机期间V(IN)和V(OUT)之间的任何不必要的电流流动，是4开关架构的固有特征。

4W，具有自动突发模式操作的锂离子到3.3V转换器是动态负载应用的理想选择

典型的锂离子到3.3V的应用电路如图1所示。即使电池电压从4.2V变化到低于3V，它也能在高达1.2A的电流下提供高效、良好调节的3.3V输出功率，纹波非常低。自动突发模式功能使其能够保持高效率，即使负载变得非常轻。这对于便携式设备中的微型磁盘驱动器等应用是理想的，这些应用在启动时需要高达1安培的电流，在读写周期中需要几百毫安的电流，但在空闲时间或设备进入睡眠状态时电流要小得多。图2显示了转换器效率，峰值为95%。当输入电压降至3.3V以下时保持稳压，可以使电池中的所有能量得到利用。它还允许变换器在负载瞬态期间保持调节，当电池ESR可能导致输入电压暂时降至3.3V以下时。相反，当电池电压接近或低于3.3V时，降压设计失去输出调节。

自动突发模式操作允许转换器随着负载电流的变化而改变工作模式，保持高效率，无需主机的任何命令。通过镜像输出电流的一小部分并将其平均到BURST引脚上，产生与平均负载电流成正比的电压。当该电压超过1.12V的内部阈值时，转换器以固定频率模式工作。当BURST电压低于0.88V的阈值时，转换器转换到BURST模式工作。因此，提高Burst引脚上的电阻值会降低进入Burst模式的负载电流(不建议高于250K的值)。(注意，操作模式可以由主机在任何时候通过驱动Burst引脚高于或低于这些阈值来手动控制。)

LTC3442的另一个特点是自适应保持电路，在突发模式操作期间保持VC引脚和补偿网络充电到正确的电压，以便平稳过渡回固定频率操作。图3显示了随着负载的增加，转换器自动从突发模式切换到固定频率模式时的输出电压。如果需要，可以通过驱动Burst引脚高(用于固定频率操作)或低(用于Burst模式操作)来强制工作模式。

1MHz USB到5V转换器与平均输入电流限制

越来越多的便携式电子设备和计算机外围设备使用USB电源。虽然这给用户带来了方便，但也给USB供电设备的设计者带来了一些挑战。主机的稳压容限，加上母线供电集线器和USB电缆的电压下降，导致USB电缆末端可用的5V调节不良，从4.35V到5.25V不等(瞬态下降到4.0V)。图4显示了一个低轮廓(1.2mm)，使用LTC3442的USB到5V转换器，用于大功率总线供电功能。它接受调节差的USB输入，并提供5V的2%调节和小于20mV(P-P)纹波。图5说明了电路在线路和负载瞬变期间保持严格调节的能力。在本例中，阶跃负载导致USB供电电流增加400mA，导致USB输入电压下降600mV，而V(OUT)仅显示60mV扰动。

转换器效率在1MHz时高达92%，如图6所示。请注意，在本例中，Burst引脚被拉高用于固定频率操作。

对USB总线用户的限制之一是最大允许电流为500mA。为了保证不超过这个限制，USB供电的解决方案通常采用额外的限流电路，从而增加了尺寸和成本。LTC3442解决了这个问题，包括一个可编程的平均输入电流限制，其工作原理是镜像一小部分输入电流，并在RLIM引脚上平均，使用外部RC网络。RLIM电压也连接到带有1V参考的内部放大器。当RLIM电压达到1V时，放大器钳住VC引脚，根据需要降低输出电压，以防止输入电流进一步增加。在图4的示例中，在发生过载的情况下，输入电流被限制在500mA以下。电流限制响应时间由RLIM引脚上的滤波电容设定。图7显示了电路对过载的响应，随着I(OUT)的增加，V(OUT)下降，USB输入电流被箝位到0.5A。

在这种应用中，肖特基二极管需要限制开关节点上的峰值电压，并提供一个小的效率改进。请注意，由于二极管是背靠背的，因此保持了LTC3442的输出断开特性。与输入滤波电容串联的电阻器可以在电缆首次连接时，抑制由输入电容与USB电缆电感谐振引起的任何振荡或超调。只有在使用陶瓷输入电容时才需要这个阻尼电阻。当使用钽电容器时，电容器的ESR提供阻尼，消除了对外部电阻的需要。

高效率、恒流白光LED驱动

高电流白光led被用于许多新的应用，包括手机相机的闪光灯。这些应用需要一个小的，高效率的解决方案，能够提供一个可调节的LED电流，这可能需要设置从几百毫安到超过1A，而由锂离子电池供电。典型的白光LED电压范围从3V到4V，降压升压转换器是必要的，以最大限度地延长锂离子电池的寿命。

大多数LED驱动器必须使用电流感应电阻来调节LED电流。这种方法降低了效率，并且需要额外的电路板空间，因为电阻必须调整大小以处理LED中的峰值电流。此应用程序的独特解决方案如图8所示，其中LTC3442被配置为固定频率恒流源。通过利用BURST引脚的输出电流镜，通常用于自动突发模式操作，不需要电流检测电阻。在这种应用中，反馈回路在被检测到的平均输出电流上关闭，而不是输出电压。通过基本上无损的电流传感，可以实现94%的效率，如图9所示。通过改变BURST引脚上的电阻，LED电流可以很容易地编程或快速改变，就像在脉冲闪光中一样。它也可以通过关闭输入来打开和关闭。图10演示了flash应用程序对脉冲输入的响应。整个溶液只有2mm高。

该电路还具有过压保护功能，防止在LED的电流路径开路时输出电压过高。通过将RLIM引脚连接到V(OUT)上的电阻分压器，RLIM输入充当具有1.0V参考电压的过压比较器。将RLIM升高到1.0V以上会拉低VC引脚，限制输出电压。通过使分压电阻的值相对较小，由RLIM的输入电流镜像产生的电流对过压阈值的影响可以忽略不计。

结论

Linear Technology的LTC3442同步降压-升压转换器，具有自动突发模式操作和可编程输入限流，简化了各种应用中的系统电源设计。buck-boost架构和100毫欧内部开关提供了一个强大的，具有高电流能力的高效率解决方案，而自动突发模式功能最大限度地提高了具有广泛不同负载要求的便携式锂离子供电设备的运行时间。可编程软启动和开关频率，以及外部补偿，使LTC3442成为一个非常灵活的解决方案。3mm × 4mm DFN封装的高集成度，以及使用低规格电感器和全陶瓷电容器在1MHz以上高效运行的能力，有助于设计师节省宝贵的电路板空间，并满足当今微型便携式应用的严格高度要求。