LTC1626：降壓型轉(zhuǎn)換器采用單節(jié)鋰離子電池工作

LTC?1626 是一款低電壓、高效率、單片式降壓型 DC/DC 轉(zhuǎn)換器，其輸入電源電壓范圍為 2.5V 至 6V，這使得其非常適合單節(jié)鋰離子電池應(yīng)用。內(nèi)置低 RDS（ON）開關(guān)提供高效率，并允許高達 0.6A 的輸出電流。LTC1626 集成了自動節(jié)能型突發(fā)模式?操作，以減小負載電流下降時的柵極充電損耗。在無負載時，轉(zhuǎn)換器僅吸收 160μA 電流，在停機模式中僅吸收 1μA 電流，非常適合對電流敏感的應(yīng)用。

單節(jié)鋰離子電池操作

如圖1所示，充滿電的單節(jié)鋰離子電池在4.1V至4.2V之間開始放電循環(huán)。在大部分放電期間，電池產(chǎn)生3.5V至4.0V。在放電結(jié)束時，電池電壓迅速下降到3V以下。放電通常端接在2.5V左右（取決于制造商的規(guī)格）。

圖1.典型的單節(jié)鋰離子電池放電曲線。

LTC1626 專為適應(yīng)單節(jié)鋰離子電池放電曲線而設(shè)計。例如，使用圖2所示電路，可以在距離電池僅2.5V電壓的情況下產(chǎn)生穩(wěn)定的0.25V/2.7A穩(wěn)壓輸出電壓，從而獲得盡可能長的運行時間。

圖2.單節(jié)鋰離子電池至2.5V轉(zhuǎn)換器。

壓差模式下的 100% 占空比

當鋰離子電池放電時，LTC1626 平穩(wěn)地從一個高效率開關(guān)模式 DC/DC 穩(wěn)壓器切換到一個低壓差線性穩(wěn)壓器 （即 100% 占空比）。在這種模式下，電池輸入和穩(wěn)壓器輸出之間的壓降僅受負載電流和PMOS開關(guān)、電流檢測電阻和電感的串聯(lián)電阻的限制。當電池電壓再次上升時，LTC1626 平穩(wěn)地轉(zhuǎn)換回一個高效率 DC/DC 轉(zhuǎn)換器。

高效率5V至3.3V轉(zhuǎn)換

圖 3 所示電路示出了 LTC1626 用于 5V 至 3.3V 的板級轉(zhuǎn)換（電流高達 0.6A）。雖然線性穩(wěn)壓器也可以執(zhí)行此功能，但它會導(dǎo)致額外的1W功率損耗。LTC1626 的高效率 （圖 4） 將這種損耗降低到僅 230mW。

圖3.高效率5V至3.3V降壓轉(zhuǎn)換器。

圖4.效率與負載電流的關(guān)系。

電流模式架構(gòu)

LTC?1626 是一款具有突發(fā)模式操作的電流模式 DC/DC 轉(zhuǎn)換器。這使得電源在寬負載電流范圍內(nèi)具有非常高的效率、快速瞬態(tài)響應(yīng)和極低的壓差特性。此外，電感電流在所有工作條件下都是可預(yù)測的，并且控制良好，使得電感的選擇更加容易。

電流模式控制還賦予了 LTC1626 出色的啟動和短路恢復(fù)特性。例如，當輸出短路至地時，關(guān)斷時間延長，以防止電感電流失控。

當短路被移除時，輸出電容開始充電，關(guān)斷時間逐漸減少。輸出平穩(wěn)地返回到穩(wěn)壓狀態(tài)，而不會過沖。

低電壓 低 RDS（ON）開關(guān)

LTC1626 中的集成式 PMOS 開關(guān)專為在低電源電壓條件下提供極低的電阻而設(shè)計。圖5是開關(guān)電阻與電源電壓的關(guān)系圖。

圖5.PMOS開關(guān)電阻與輸入電源電壓的關(guān)系

請注意，RDS（ON）在0.32V時典型值為4.5Ω，在0.40V時僅上升至約3.0Ω。這種低開關(guān)電阻可確保在低電源電壓下實現(xiàn)高效率開關(guān)以及低壓差直流特性。

結(jié)論

LTC1626 專為采用單節(jié)鋰離子電池組運作而設(shè)計。憑借其低壓差、高效率和微功耗工作模式，它是蜂窩電話以及手持式工業(yè)和醫(yī)療設(shè)備的理想選擇。