当今便携式设备最常见的电源问题之一是产生的稳压电压落在电池全电压范围的中间。例如，从2.5V到4.2V的锂离子(Li-Ion)电池中提供一致的3.3V输出。解决这一问题最流行的拓扑结构是SEPIC转换器，但SEPIC有一些固有的缺点，包括效率一般，并且需要耦合电感和大电流反激电容器。另一种解决方案是将升压变换器与LDO或降压变换器级联，但这种相对低效的电路并不会因为额外的空间和额外的组件而获得更好的效果。Linear Technology现在提供了另一种更好的解决方案，即新的LTC3440 Buck-Boost转换器，它提供了最紧凑和最高效率的解决方案，同时降低了成本，延长了电池寿命，并节省了宝贵的PC板空间。

LTC3440是业界首款恒频、单电感、降压-升压转换器。该IC集成了一项正在申请专利的控制技术，可以有效地调节输出电压高于、低于或等于输入源电压，只有一个电感，而不需要肖特基二极管。图1显示了上述拓扑结构(sepic、级联升压和级联升压- ldo)的功率级，以及使用LTC3440的单电感拓扑结构。

图2显示了每种拓扑的效率与输入电压的关系。LTC3440解决方案是该组中唯一一个可以达到95%效率的解决方案，并且在电池的整个工作电压范围内保持90%以上的效率。

特性

LTC3440的输入和输出电压范围均为2.5V至5.5V。高频率，低噪音和高效率的运行部分是由于低R(DS(ON)) (0.19欧姆 NMOS, 0.22欧姆 PMOS)，低栅极电荷同步开关和最小的制造前断开时间。LTC3440采用热增强型MS10封装，非常适合输出功率低于2瓦的便携式电源应用。

为了提高轻负载下的效率，LTC3440提供突发模式 操作，仅消耗25 μ A静态电流，进一步延长电池寿命。要启用突发模式操作，只需驱动Mode /SYNC引脚高。或者，对于噪声敏感的应用，驱动MODE/SYNC低电平以实现固定频率切换。通过改变RT引脚和地之间的电阻值，可以将工作频率从300kHz编程为2MHz。不需要外部时钟，但用户可以通过将外部时钟连接到MODE/SYNC引脚来同步工作频率。该部分也可以命令关闭，通过拉动SHDN/SS引脚低。在关机时，该部件的静态电流小于1µA，并断开输入电源的输出。为了限制启动时的涌流，将外部RC网络连接到SHDN/SS引脚软启动输出电压。

LTC3440架构

LTC3440中包含的拓扑结构(见图3所示的部分原理图)允许稳压器从降压模式平稳过渡到降压-升压模式，然后通过响应误差放大器输出电压(VC引脚)适当地相位四个输出开关(SW A, SW B, SW C和SW D)过渡到升压模式。由于误差放大器输出电压是滤波信号，占空比/模式控制对开关噪声不敏感。

图4显示了每个开关的导通时间与VC电压的关系。Buck模式下，A、B开关同步开关，D开关为on, C开关为off。在另一种极端情况下，当稳压器处于Boost模式时，C和D开关同步切换，而A为导通，B为关断。在Buck-Boost模式下，输入电压接近输出电压，并且所有四个开关都换相。

2瓦，锂离子到3.3V转换器

图5显示了一个全陶瓷电容器，在600mA应用时，锂离子电压为3.3V，工作频率为1MHz。图6显示了锂离子电池范围内的效率曲线。当负载需求下降时，可以命令转换器进入节电突发模式运行。在轻负载下启用突发模式操作，该设计在超过20年的负载电流下产生超过80%的效率。在负载电流为200µA时，效率保持在70%以上，这主要是由于25µA的低静态电流。为了提供浪涌电流限制，在从之间添加一个电阻SHDN/SS和V(IN)之间有一个电容SHDN/SS和GND限制启动时误差放大器输出电压上升时间。

3-电池到3.3V转换器在600mA

LTC3440的架构使其不仅仅适用于锂离子应用。LTC3440非常适合输入电压通常在2.7V到4.5V之间变化的3单元应用。图7显示了一个3电池到3.3V的应用，其效率曲线如图8所示。开关频率被编程为1.5MHz，因此可以使用更小的电感，允许更快的瞬态响应。由于频率较高，肖特基二极管被添加以获得最大效率(2%典型在1.5MHz)。利用III型误差放大器补偿(两极，两个零点)来最大化带宽，优化瞬态响应。该应用程序还利用软启动功能来控制浪涌电流。

锂离子到5V转换器与真正的输出断开

在锂离子到5V的应用中，通常使用升压转换器，但通常必须添加额外的断开开关。LTC3440具有真正的输出断开内置，这使其成为Boost应用程序的更紧凑的解决方案。图9显示了一个锂离子到5V转换器，它也利用了浪涌限制特性。

结论

Linear Technology的新型LTC3440同步降压转换器简化了锂离子或多电池供电手持电子设备的设计。它可以帮助设计人员延长操作时间，节省关键的电路板空间，满足组件高度要求。LTC3440的高频工作允许使用所有陶瓷电容器，并且新颖的拓扑结构可容纳单个小型表面贴装电感器。对工作频率、输出电压、软启动、环路补偿和突发模式操作进行编程的能力使设计人员能够针对各种便携式应用优化功率转换。低R(DS(ON)) (0.19欧姆 NMOS,0.22欧姆 PMOS)同步开关为所有应用优化效率。所有这些功能都可以在一个很小的MSOP-10包中获得