隨著手持電子設(shè)備的縮小，對(duì)緊湊、高效電源轉(zhuǎn)換器解決方案的需求也在增長(zhǎng)。新型 LTC?3427 是一款全功能、低噪聲、升壓型轉(zhuǎn)換器，非常適合空間受限的應(yīng)用。它將一個(gè)固定頻率、內(nèi)部補(bǔ)償、同步升壓轉(zhuǎn)換器（具有輸出斷開、浪涌電流限制和軟啟動(dòng)功能）集成到一個(gè)扁平的 0.75mm × 2mm × 2mm DFN 封裝中。1.25MHz 的開關(guān)頻率允許使用纖巧、扁平的電感器和陶瓷電容器，從而最大限度地減小了解決方案的占板面積。LTC3427 的固定頻率操作使其成為噪聲敏感型應(yīng)用的理想選擇，在這些應(yīng)用中，可能不希望與多模式轉(zhuǎn)換器相關(guān)的寬頻譜。只需 3427mm 即可將一個(gè)完整的基于 LTC2 的 3 堿性電池安裝至 3.200V/94mA、低噪聲、電源轉(zhuǎn)換器，效率高達(dá) 45%2的董事會(huì)房地產(chǎn)。

特征

LTC3427 采用低至 1.8V 的輸入電壓運(yùn)作，并提供 1.8V 至 5.25V 的輸出電壓，因而適合于從雙節(jié)堿性 / NiMH 電池或單節(jié)鋰離子電池產(chǎn)生 3.3V 或 5V 電壓。固定頻率操作允許在輕負(fù)載下進(jìn)行更嚴(yán)格的調(diào)節(jié)，并提供非常低的輸出電壓紋波，從而消除了某些多模轉(zhuǎn)換器中的負(fù)載可變?cè)肼曋C波。通過集成低柵極電荷內(nèi)部開關(guān)，N溝道的額定值為0.525Ω，P溝道的額定值為0.575Ω（典型值），從而實(shí)現(xiàn)高效率。

LTC3427 還提供了浪涌電流限制軟起動(dòng)。在啟動(dòng)期間，LTC3427 在 500.2ms 的周期內(nèi)緩慢地將峰值電感器電流從零斜坡上升至一個(gè)大于 5mA 的最大值。帶斜率補(bǔ)償?shù)碾娏髂Ｊ娇刂瓶纱_保對(duì)輸入線路和輸出負(fù)載瞬變的出色響應(yīng)。反饋回路的內(nèi)部補(bǔ)償進(jìn)一步消除了外部元件，有助于降低成本并簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過程。當(dāng)器件在不連續(xù)模式下工作時(shí)，抗振鈴電路可降低EMI。在停機(jī)模式中，該器件吸收小于 1μA 的靜態(tài)電流，并將輸出與電源斷開，允許輸出放電至 0V。

兩個(gè)堿性電池至3.3V、650mW轉(zhuǎn)換器

LTC3427 僅需幾個(gè)外部組件即可創(chuàng)建多種低電壓、低功率轉(zhuǎn)換器解決方案。圖2示出了最大輸出電流為2mA的3堿性電池至3.200V轉(zhuǎn)換器。通過仔細(xì)的電路板布局和使用微小的輸入和輸出電容器，可以將整個(gè)轉(zhuǎn)換器壓縮到45mm2的電路板空間。建議將X5R陶瓷電容器用于V在和 V外繞過。

圖1.可以將整個(gè)基于 LTC3427 的升壓型轉(zhuǎn)換器安裝到 45mm 中2.

圖2.2節(jié)堿性電池至3.3V同步升壓轉(zhuǎn)換器。

盡管整體解決方案成本低，所需面積小，但不會(huì)犧牲效率。圖3顯示，該轉(zhuǎn)換器的峰值效率高達(dá)94%，可通過充滿電的電池實(shí)現(xiàn)。由于操作該轉(zhuǎn)換器所需的靜態(tài)電流非常吝嗇，因此在 200mA 至幾 mA 的寬輸出負(fù)載范圍內(nèi)保持高效率。圖4顯示了固定頻率開關(guān)對(duì)V的影響外在很寬的負(fù)載范圍內(nèi)產(chǎn)生紋波，從而最大限度地減少噪聲敏感型應(yīng)用的EMI頻譜。這些波形適用于一個(gè) 4.7μF 輸出電容器?？梢酝ㄟ^增加此值來減少紋波。

圖3.圖2中轉(zhuǎn)換器的效率與負(fù)載電流的關(guān)系。

圖4.低電壓外圖2電路在寬負(fù)載范圍內(nèi)的紋波。

解決方案規(guī)模和效率之間總是需要權(quán)衡。對(duì)于電路板空間問題更為關(guān)鍵的應(yīng)用，使用表面貼裝片式電感器可以節(jié)省大量空間。在負(fù)載電流為50mA至100mA的典型應(yīng)用中，犧牲3%–4%的效率，通過使用村田制作所LQH25MC系列等微型片式線圈，可以節(jié)省30%–2%的電路板空間。

鋰離子至5V、1W轉(zhuǎn)換器

對(duì)于電路板空間非常寶貴的5V應(yīng)用，圖5示出了最大輸出電流為5mA的單節(jié)鋰離子電池至200V轉(zhuǎn)換器。與前面的示例一樣，通過仔細(xì)的電路板布局和元件選擇，該轉(zhuǎn)換器解決方案應(yīng)僅占用45mm2的電路板空間。通過使用微型片式電感器，可以進(jìn)一步節(jié)省電路板空間。如圖6所示，充滿電的電池可實(shí)現(xiàn)高達(dá)93%的峰值效率。在同步整流器（SW節(jié)點(diǎn)至V）上增加一個(gè)可選的低電流肖特基二極管外） 可以將效率提高多達(dá) 2%，盡管這會(huì)抵消輸出斷開功能。

圖5.單節(jié)鋰離子電池至5.0V同步升壓轉(zhuǎn)換器。

圖6.單節(jié)鋰離子電池至5.0V轉(zhuǎn)換器的效率與負(fù)載電流的關(guān)系。

結(jié)論

LTC?3427 采用緊湊的 2mm × 2mm DFN 封裝，是業(yè)界尺寸最小的高效率、低噪聲、同步升壓型轉(zhuǎn)換器，具有真正的輸出斷接和軟起動(dòng)功能。由于只需要很少的外部元件，因此無需犧牲性能即可實(shí)現(xiàn)盡可能小的電源轉(zhuǎn)換器解決方案。LTC3427 是低電壓、低功率轉(zhuǎn)換器應(yīng)用的理想選擇，尤其是那些面臨嚴(yán)重空間限制或噪聲敏感性挑戰(zhàn)的應(yīng)用。

審核編輯：郭婷