一站式电子元器件采购平台

华强商城公众号

一站式电子元器件采购平台

元器件移动商城,随时随地采购

华强商城M站

元器件移动商城,随时随地采购

半导体行业观察第一站!

芯八哥公众号

半导体行业观察第一站!

专注电子产业链,坚持深度原创

华强微电子公众号

专注电子产业链,
坚持深度原创

电子元器件原材料采购信息平台

华强电子网公众号

电子元器件原材料采购
信息平台

微型SOT-23 Buck稳压器接受3.6V至25V的输入

来源:analog 发布时间:2023-10-27

摘要: LT1616是一个完整的固定频率降压开关稳压器,采用SOT-23封装。

LT1616是一个完整的固定频率降压开关稳压器,采用SOT-23封装。它满足了电路设计人员需要大输入电压范围或尽可能小的解决方案的需求。LT1616接受3.6V至25V的输入,产生400mA的低压输出,占用小于0.15in(2)的电路板空间。有了这么宽的输入范围,LT1616可以调节各种各样的电源,从4节碱性电池到铅酸汽车电池,从5V逻辑电源到无调节交流适配器。

完成开关在SOT-23结果在紧凑的解决方案

LT1616的几个特点使小尺寸和大电压范围的组合成为可能。高(1.4MHz)开关频率允许使用小型电感和电容器。具有内部回路补偿的电流模式控制电路消除了额外的组件,并处理各种输出电容器,包括陶瓷电容器。内部NPN电源开关在300mA时仅下降200mV。为了使该开关完全饱和,LT1616使用连接到其BOOST引脚的外部二极管和电容器在输入电压以上产生自己的偏置电源。

外部电阻分压器将输出电压编程为高于1.25V参考值的任何值。工作电流为2mA。关闭模式将电源电流降低到1µA,并断开负载与输入电源的连接。

内部欠压锁定(典型3.4V /最大3.6V)防止LT1616在低输入电源下切换。LT1616也能承受短路输出。内部限流保护电路过载并限制输出功率;当输出电压被硬短路拉到地时,LT1616降低其工作频率以限制耗散和峰值开关电流。

应用程序

LT1616在400mA时产生3.3V电压

图1显示了LT1616的一个典型应用程序。该电路在300mA时从4.5V到25V的输入产生3.3V。从4.7V到25V的稍微受限的输入范围,它将为负载提供400mA。图2显示了电路在几个输入电压下的工作效率(它也显示了5V输出的效率)。这种宽输入范围使得可以从几乎任何可用的源产生本地3.3V逻辑电源。


图1所示 该LT1616应用程序接受从4.5V到25V的输入,并在高达400mA时产生3.3V的输出。电路很容易修改为5V输出。


图2 a 图1电路的效率,输出= 3.3V。


图2 b 图1电路的效率,输出= 5V。

陶瓷电容器是最好的

LT1616与陶瓷电容器一起工作的能力是一个显着的优势。当考虑到从开关稳压器获得低输出纹波时,低等效串联电阻(ESR)是电容器最重要的特性。对于给定的封装尺寸或电容值,陶瓷电容器的ESR将低于其他散装、低ESR电容器类型(包括钽、铝和有机电解质)。由于其高开关频率,LT1616在输出端需要小于10µF的电容。在这个值下,陶瓷比竞争对手的低ESR电容器体积更小,成本更低。(目前,钽可能很难获得。)

总之,使用陶瓷的结果是低噪声输出和小电路尺寸。图3显示了图1中电路良好的瞬态响应。输出在不到30µs的时间内从负载电流阶跃恢复,无振铃。由于每分频50µs的时间尺度比LT1616的开关周期长得多,因此开关频率下的输出纹波并不直接可见。纹波表现为上迹线的拓宽,约为5mV(P-P)。


图3 LT1616与陶瓷电容器配合良好,产生良好的瞬态响应和低输出纹波(~5mV(P-P))。上图显示了负载电流阶跃时的输出电压(图1中V(IN) = 10V的电路)。

小于线性

LT1616的小封装尺寸和高工作频率使得电路尺寸非常小。在大多数应用中,LT1616电路将比执行相同任务的线性稳压器占用更少的空间,并且将消耗更少的功率。例如,在300mA时将12V转换为3.3V的LT1616电路仅消耗250mW。线性稳压器将耗散2.6W。这需要一个to -220风格的包装和移动空气或散热器来摆脱热量。图4比较了LT1616解决方案与TO-220封装的尺寸。左边的电路设计为最大输入16V,输出350mA。右边的电路设计为最大输入25V(需要物理上更大的输入电容),并使用更大的电感在最大负载电流为400mA时保持高效率。两个电路都是低轮廓的,左边低成本电路的最大高度为2.2mm,右边电路的最大高度为2mm。


图4 厌倦了线性调节器的热量和体积?开关!整个LT1616电路占用的空间小于TO-220。

2.5 v输出

图5显示了使用LT1616的2.5V输出电路。输入范围在低端受到LT1616欠压锁定(最大3.6V)的限制,在高端受到所使用电容器的额定电压和LT1616 BOOST引脚的最大额定电压的限制。该应用的较低输出电压允许使用较低的电感值,但也需要从输入产生升压(将二极管D2的位置与图1中的位置进行比较)。


图5 该电路在350mA时从3.6V到16V的输入范围产生2.5V。

双极输出变换器

图6中的电路从高于7.5V的输入产生±5V。所有组件都是表面安装类型。正输出端的负载电流应大于负输出端的负载电流。在满足这一限制的情况下,负输出的幅度将在正输出的5%以内。有关该电路的更完整描述,请参见线性技术设计说明100。


图6 该电路使用具有两个1:1绕组的电感器产生双极输出。

通过交流适配器操作

小型电子系统非常常见的电源是交流适配器或壁式变压器。从这些立方体中为产品供电有许多优点。它们本质上是一种安全且廉价的方式,可以插入120V插座。使用它可以避免将高压和笨重的变压器或复杂的离线电源带入紧凑的设备中,并且更容易获得安全认证。这些便利也带来了一些缺点。交流适配器相对于它们提供的电量来说是比较大、比较重的。大多数适配器(特别是低成本的例子)有很差的输出调节和很多纹波。LT1616的宽输入工作范围和出色的线路调节和瞬态响应将消除这些缺点。

图7显示了几种交流适配器的输出电压和标称额定值。输出与负载电流的变化接近2:1,线路电压变化和线路瞬态导致更大的范围。请注意,具有相同标称额定值的交流适配器之间存在显著差异。LT1616的最大输入为25V,可以处理任何这些输入,当客户使用不同的交流适配器时不会出现问题。典型的交流适配器在其额定负载下具有超过一伏特的线频纹波;LT1616拒绝这种纹波没有问题(图8)。


图7 该图显示了几种(直流输出)交流适配器在负载下的输出电压,以及标签上显示的标称额定值。近2:1的电压变化会随着线路电压变化和瞬变而变得更大。LT1616具有宽输入电压范围,可以处理任何这些电源。


图8 上图显示了9V交流墙壁适配器的线频纹波。图1的LT1616电路在300mA时将其调节到3.3V(下走线),抑制120Hz纹波。

LT1616的宽电压范围,可以选择一个适配器与更高的输出电压,将身体小于低电压适配器相同的权力。(1)在比较线性调节器+墙适配器LT1616解决方案,请记住,需要更高的当前的适配器,适配器将会很好的匹配到最终输出电压,以最小化线性稳压器的功率耗散。由于额外的功耗,使用线性稳压器将导致更大的墙壁适配器和更大的系统(参见图4)。

在交流适配器应用中,提供反向电压保护是一个好主意。图9显示了实现此功能的电路。还有另一种情况需要考虑,当LT1616的输入缺失时,输出将保持高电平。这可能发生在电池充电应用或电池备用系统中,其中电池或其他一些电源是二极管或LT1616的输出。在这种情况下,LT1616可以通过SW引脚拉动其工作电流。此外,在SW引脚和V(In)引脚之间有一个寄生二极管。如果输入短路,大电流可以通过开关引脚流到短路的输入。图9中的电路解决了这两个问题。输入端的二极管防止短路产生大电流,当输入电源缺失时,该部分会自动关闭,这样就不会有电流流过SW引脚。


图9 该应用电路保护LT1616及其负载免受反向输入电压的影响。当输入电源断开时,LT1616将进入关断模式。

结论

LT1616的高开关频率和微小的SOT-23封装导致非常小的降压开关稳压器。凭借其当前的模式架构和内部回路补偿,它提供了全陶瓷设计的优点:低噪音,小尺寸,不担心钽的可靠性和可用性。3.6V至25V输入处理从5V逻辑电源到难以控制的墙壁变压器和汽车点烟器的电源。LT1616是笨重的(和潜在的热)TO-220线性稳压器的理想替代品。


(1)超大的壁式变压器的缺点之一是:(a)极化叶片和插座的布置不可避免地导致插入变压器时覆盖了第二个插座,局部减少了50%的交流电源系统的效用;(b)它们在重力作用下从出口掉出来。我把我的Kitchen-Aid搅拌器推到一个交流适配器上,以固定它(适配器)。我不知道是该责怪需要这么大的墙疣的设计师,还是把插座安装在墙深四分之一英寸的承包商。Kitchen-Aid制造了一款精细的产品:K5SS混合器具有重型结构,高扭矩电机和防滑橡胶脚,甚至可以容纳最重的墙壁变压器。

声明:本文观点仅代表作者本人,不代表华强商城的观点和立场。如有侵权或者其他问题,请联系本站修改或删除。

社群二维码

关注“华强商城“微信公众号

调查问卷

请问您是:

您希望看到什么内容: