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低输出电压同步升压稳压器延长电池寿命在单个电池应用

来源:analog 发布时间:2023-11-30

摘要: LTC3423和LTC3424同步升压稳压器专为需要低电压供电的单电池便携式电子产品而设计,通常在1.5V至2.5V之间,负载电流高达0.8安培。

LTC3423和LTC3424同步升压稳压器专为需要低电压供电的单电池(碱性,镍氢或镍镉)便携式电子设备而设计,通常在1.5V至2.5V之间,负载电流高达0.8安瓿。这些产品旨在延长电池寿命,适用于可用的高压电源(2.7V至5.5V)可以为IC提供内部偏置的应用。在LTC3423和LTC3424出现之前,用于低压,大电流解决方案的电源包括来自高压输出的降压转换器,这是一种简单但相对低效的解决方案。这些新设备提供了一种同样简单的解决方案,但效率大大提高。图1A和图1B中的简单框图显示了这种差异是如何产生的:图1A显示了双转换,图1B显示了直接从电池调节低压电源的方法。


图1 a 用于产生1.8V高电流输出的常用但低效的升压解决方案


图1 b 一个更有效的解决方案是直接从电池中获得1.8V输出

特性

这两种器件都是3MHz,微功率同步升压稳压器家族的补充,用于低输出电压应用。高频操作允许使用小型表面贴装电感器和微型陶瓷电容器。效率高达95%是通过内部特性实现的,如损耗较小的电流传感,低栅极电荷-低R(DS(ON))同步功率开关和快速开关转换,以最大限度地减少功率损耗。一个外部肖特基二极管是不需要的,但可以增加,以最大限度地提高效率。对于IC的内部栅极驱动和供电,至少需要施加2.7V的偏置电压。

LTC3423针对需要0.6瓦或更低输出功率的应用进行了优化,而LTC3424则针对需要1.2瓦或更低输出功率的应用进行了优化。这两个转换器提供可编程的工作频率从100kHz到3MHz通过电阻从RT引脚到地。输出电压从1.5V到5.5V可调,用一个简单的电阻分压器到FB(反馈)引脚。通过电流模式控制架构、OPTI-LOOP 补偿和自适应斜率补偿,可以在广泛的负载和输出电容范围内优化瞬态响应。

为了进一步提高轻负载的效率,用户可以利用高效率的突发模式,其中IC仅消耗38 μ A的静态电流。突发模式操作通过驱动Mode /SYNC引脚高,否则在驱动Mode /SYNC引脚低时启用固定频率开关。通过将时钟连接到MODE/SYNC引脚,可以在外部设置工作频率。该部件也可以关闭,静态电流小于1µA。

单电池到1.8V在700mA应用

图2显示了在700ma负载电流下从单个电池直接产生1.8V的电路。图3显示了电池在工作电压范围内的效率曲线。当电池端电压为0.9V时,效率降至90%。如果在轻负载下启用突发模式,则在500 μ a负载下效率保持在70%以上。


图2 应用于单个电池1.8V, 700mA,使用LTC3424


图3 图2中电路在不同电池输入电压下的效率曲线

结论

线性技术的低输出电压同步升压转换器允许手持电子产品的设计人员有效地从单个电池直接调节低至1.5V的电压。它们提供了延长电池寿命,电路板尺寸小,易于编程的解决方案,所有这些都在一个小MSOP-10封装中。

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