LTC3624高效率17V、2A同步單芯片降壓型穩(wěn)壓器

便攜式電力電子設(shè)備需要能夠在寬輸入和輸出電壓范圍內(nèi)提供高效率的緊湊型電源。其他要求包括低待機(jī)電流、低壓差操作、輸出電壓精度以及對(duì)線路和負(fù)載瞬變的快速環(huán)路響應(yīng)。LTC?3624 是一款 17V、2A 同步單片式降壓型穩(wěn)壓器，具有超低靜態(tài)電流和在整個(gè)寬 V 范圍內(nèi)的高效率在和 V外范圍—電池供電設(shè)備、便攜式儀器儀表、應(yīng)急無線電和通用降壓電源的絕佳選擇。

LTC3624 的一些顯著特性：

寬 V在范圍：2.7V 至 17V

寬 V外范圍：0.6V 至 V在在 2A 額定輸出電流下

95% 峰值效率

恒定頻率：1MHz 或 2.25MHz

3.5μA 的超低靜態(tài)電流

高占空比下的低壓差操作

電流模式架構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)出色的線路和負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。

盡管 LTC3624 尺寸很小，但它仍然具有靈活性，使設(shè)計(jì)人員能夠通過簡單地選擇所需的工作模式或工作頻率來優(yōu)化解決方案。用戶可選模式輸入具有以下選項(xiàng)：突發(fā)模式操作在輕負(fù)載時(shí)提供最高效率，而脈沖跳躍模式提供最低的輸出電壓紋波。強(qiáng)制連續(xù)導(dǎo)通模式也可用于低 EMI 并最大限度地減少高頻噪聲干擾。模式引腳還可用于將內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘與標(biāo)稱開關(guān)頻率的 ±40% 以內(nèi)的外部時(shí)鐘同步。LTC3624 （1MHz） 或 LTC3624-2 （2.25MHz） 采用緊湊的 8 引腳 DFN （3mm × 3mm） 耐熱增強(qiáng)型封裝。

17V、2A 同步降壓型穩(wěn)壓器

LTC3624 可優(yōu)化以在寬 V 范圍內(nèi)運(yùn)作在和 V外范圍，僅使用幾個(gè)小尺寸、低成本外部元件和單個(gè)陶瓷輸出電容，如圖1所示。整個(gè)解決方案的尺寸為13mm×12mm，如圖2所示。

圖1.17V、2A 同步降壓型穩(wěn)壓器，內(nèi)置 LTC3624。

圖2.小總解決方案尺寸：13mm×12mm。

在寬輸入和輸出電壓及負(fù)載范圍內(nèi)具有高效率

LTC3624 可在寬輸入和輸出電壓范圍內(nèi)提供高效率，如圖 3 和圖 4 所示。圖5顯示了輕負(fù)載效率。圖6顯示了12V輸入至5V輸出（最大負(fù)載）時(shí)的熱響應(yīng)。

圖3.在很寬的輸出電壓和負(fù)載范圍內(nèi)保持高效率。

圖4.在很寬的輸入電壓范圍內(nèi)，效率也保持很高。

圖5.輕負(fù)載效率與輸入電壓的關(guān)系

圖6.熱性能。

選擇突發(fā)模式操作可在輕負(fù)載下產(chǎn)生最高效率，因?yàn)殚_關(guān)損耗顯著降低。此外，LTC3624 還采用了集成的高端 MOSFET 的 RDS（ON）作為電流檢測元件，無需在電流路徑中使用額外的檢測電阻，從而提高整體效率。

快速負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)

LTC3624 采用一種恒定頻率、峰值電流模式控制架構(gòu)，該架構(gòu)可針對(duì)負(fù)載電流的突然變化提供快速環(huán)路響應(yīng)。負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)如圖7所示。在設(shè)計(jì)中僅使用一個(gè)陶瓷輸出電容，25% 負(fù)載階躍時(shí)的輸出電壓尖峰被很好地限制在 V 的 ±4% 以內(nèi)外.對(duì)于41.6%的占空比和50%的負(fù)載階躍，輸出電壓尖峰小于±5%，如圖8所示。

圖7.負(fù)載階躍瞬態(tài)響應(yīng)，用于3V輸入，1.2V輸出。

圖8.12V輸入、5V輸出的負(fù)載階躍瞬態(tài)響應(yīng)。

高占空比/低壓差操作

由于對(duì)在高占空比下運(yùn)行同時(shí)保持V的電池供電設(shè)備的需求不斷增加外在其調(diào)節(jié)窗口內(nèi)，LTC3624 專為在低壓差模式下運(yùn)作而設(shè)計(jì)。

當(dāng)輸入電源電壓向輸出電壓下降且占空比接近 100% 時(shí)，如果選擇 FCM 模式，則高端 MOSFET 連續(xù)導(dǎo)通，所有有源電路保持活動(dòng)狀態(tài)。V 所需的裕量電壓外在滿載時(shí)保持調(diào)節(jié)由 V 決定在負(fù)標(biāo)稱值 V外，高壓側(cè)MOSFET的壓降RDS（ON）以及輸出電感的寄生DCR。

如果選擇突發(fā)模式操作或脈沖跳躍模式，器件將根據(jù)輸出負(fù)載電流轉(zhuǎn)換進(jìn)入和退出休眠模式，從而降低靜態(tài)電流并延長電池壽命。圖5顯示了用于將輸出保持在壓差和輕負(fù)載附近的最小能量。

其他功能

LTC3624 集成了其他特性，以使其在故障條件下保持正常工作，并允許其在各種應(yīng)用中使用。

輸出過流和V在過壓保護(hù)

如果輸出暫時(shí)過載，內(nèi)置電流限制可防止器件超過額定功耗。五世在過壓故障限制功能可保護(hù)內(nèi)部 MOSFET 器件免受瞬態(tài)電壓尖峰的影響。作為 V在升至19V以上時(shí)，該器件關(guān)斷高端和低端MOSFET，并恢復(fù)正常工作電壓（如V）在降至 18.5V 以下。

軟啟動(dòng)和 PGOOD 指示器

一個(gè)內(nèi)部 1ms 軟啟動(dòng)斜坡允許器件從 0V 平穩(wěn)上升至設(shè)定電壓，而不會(huì)突然出現(xiàn)浪涌電流。如果輸出電源良好信號(hào)PGOOD較高，則輸出電壓在標(biāo)稱設(shè)定電壓的±7.5%窗口內(nèi)，否則保持低電平。消隱延遲約為 32 個(gè)開關(guān)周期，以避免在 V 的任何干擾或瞬態(tài)期間耦合到 PGOOD 信號(hào)中的不需要的噪聲外.

頻率同步

頻率同步功能允許內(nèi)部振蕩器與施加在 MODE/SYNC 引腳上的外部時(shí)鐘信號(hào)同步。這是一種將器件的開關(guān)頻率編程為其固定內(nèi)部預(yù)設(shè)頻率的±40%的簡單方法。

結(jié)論

LTC3624 的小占板面積和高功率密度采用耐熱性能增強(qiáng)型封裝，使其成為便攜式電子設(shè)備的絕佳選擇。LTC3624 具有超低靜態(tài)電流、高效率、低壓差操作、寬 V在和 V外范圍和嵌入式保護(hù)功能。對(duì)于尋求提高系統(tǒng)整體效率、功率密度和可靠性的用戶來說，這是一個(gè)有吸引力的選擇。

審核編輯：郭婷