节省电路板空间，高效双同步，600mA, 1.5MHz降压DC/DC稳压器

来源：analog 发布时间：2024-01-05

摘要： LTC3407是一个10引线，双，同步，降压，电流模式，DC/DC稳压器，适用于低功耗应用。

手机、寻呼机、pda和其他便携式设备的体积不断缩小，相应地对更小的组件产生了需求。缩小DC/DC稳压器电路的一种方法是增加稳压器的开关频率，从而允许使用更小、更便宜的电容器和电感来完成电路。另一种方法是将开关和mosfet组合在一个小的单片封装中。LTC3407 DC/DC稳压器兼有这两种功能。

LTC3407是一个10引线，双，同步，降压，电流模式，DC/DC稳压器，适用于低功耗应用。它在2.5V到5.5V的输入电压范围内工作，具有固定的1.5MHz开关频率，使得使用高度在1.2mm以下的微型电容器和电感成为可能。LTC3407有小型DFN和MSOP封装，允许两个600mA DC/DC稳压器占用小于0.2平方英寸的电路板空间，如图1所示。

LTC3407的输出可在0.6V到5V之间独立调节。对于输入电压高于或低于输出电压的电池供电应用，LTC3407可用于单电感、正降压转换器配置。内置0.35欧姆开关允许高达600mA的高效率输出电流。内部补偿最大限度地减少外部组件和板空间。

在电池供电的应用中，效率非常重要，LTC3407通过自动，省电的突发模式操作保持高效率，从而减少低负载电流下的栅极电荷损失。在无负载的情况下，两个转换器的总功耗仅为40µA，在关机时，器件的功耗小于1µA，非常适合低电流应用。

LTC3407采用电流模式，恒频架构，有利于噪声敏感应用。突发模式是低电流应用的有效解决方案，但有时噪声抑制是更高的优先级。为了减少噪声问题，脉冲跳变模式是可用的，它降低了低电流下的纹波噪声。虽然在低电流下不如突发模式效率高，但脉冲跳变模式仍然可以为中等负载提供高效率，如图2所示。在dropout中，内部p沟道MOSFET开关连续打开，从而最大限度地延长可用电池寿命。

一个上电复位(POR)输出可用于微处理器系统，以确保适当的启动。当输出电压不在±8.5%时，两个输出端的内部过压和欠压比较器会将POR输出拉低。POR输出在达到调节后延迟262,144个时钟周期(约175ms)，但当任何一个输出脱离调节时将立即拉低。

高效率2.5V和1.8V降压DC/DC稳压器与所有陶瓷电容器

陶瓷电容器的低成本和低ESR使其成为开关稳压器中非常有吸引力的选择。此外，陶瓷电容器与钽电容器不同，具有良好的失效机制。不幸的是，ESR很低，可能会导致循环稳定性问题。固体钽电容的ESR在5kHz-50kHz产生环路零，这有助于提供可接受的环路相位裕度。另一方面，陶瓷电容器在超过300kHz时保持电容性，并且通常在ESR生效之前与其ESL共振。此外，廉价的陶瓷电容器容易受到温度和电压的影响，要求设计人员在工作温度范围内检查回路稳定性。由于这些原因，当只使用陶瓷输入和输出电容器时，通常需要非常小心。LTC3407在设计时考虑了陶瓷电容器，并进行了内部补偿以处理这些困难的设计考虑。应使用高质量的X5R或X7R陶瓷电容器，以尽量减少温度和电压系数。

图3显示了LTC3407仅使用陶瓷电容器的典型应用。该电路提供一个2.5V和1.8V的稳压输出，都在高达600mA，从2.5V到5.5V的输入。电路的效率高达95%，如图4所示。

2毫米高度锂离子，单电感，降压稳压器和降压稳压器

锂离子电池因其重量轻和能量密度高而在许多便携式应用中很受欢迎，但电池电压范围从完全充电的4.2V到耗尽的2.8V。当设备需要的输出电压落在锂离子工作范围的中间某处时，例如3.3V I/O电源，简单的降压或升压转换器不起作用。一种解决方案是单电感，正降压稳压器，它允许输入电压在输出电压上下变化。

在图5中，稳压器2配置为单个电感，正降压稳压器，根据电池电压提供恒定的3.3V, 200mA-400mA负载电流。该电路非常适合便携式应用，因为没有一个元件的高度超过2mm。

由于高电流时的电阻损耗和低电流时的开关损耗，效率随输入电源而变化。如图6所示，3.3V输出时，电池电压和负载电流的典型效率约为75%，1.8V输出时约为90%。

低轮廓，1.2mm高，锂离子双电源

在某些应用中，最小化电路的高度是最重要的。新的低规格电容器和电感器可以与LTC3407 10引脚MSOP封装的最大高度已经很低的1.1mm相结合。图7显示了一个电路设计，以满足1.2毫米的最大高度要求，并占用小于0.2英寸(2)。该电路提供2.5V和1.5V输出，每个输出的负载电流高达600mA。由于缺乏低规格的10µF陶瓷电容器，每个电源上使用两个4.7µF陶瓷电容器。