無電感、低噪聲降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器可節(jié)省空間并提供高效的1.5V輸出

凌力爾特的LTC3250-1.5 開關(guān)電容器降壓型 DC/DC 轉(zhuǎn)換器可擠入最狹小的空間，同時(shí)采用單 250.1V 至 5.3V 電源提供高達(dá) 1mA 的輸出電流 （（5.5V）。為了保持較小的轉(zhuǎn)換器占板面積，LTC3250 以高頻率工作，因而允許使用纖巧的低成本陶瓷電容器 — 無需電感器。LTC3250 采用纖巧型 6 引腳 ThinSOT 封裝，因而能夠在小于 0.04in 的面積內(nèi)構(gòu)建一個(gè)完整的轉(zhuǎn)換器2，如圖1中的電路板所示。

圖1.LTC3250 采用纖巧型 6 引腳 ThinSOT 封裝，因而能夠以不到 0.04in 的尺寸安裝一個(gè)完整的轉(zhuǎn)換器2.

LTC3250 采用一種 2：1 開關(guān)電容器分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)換模式，以實(shí)現(xiàn)比線性穩(wěn)壓器效率提高 50% 的效率。只需一個(gè)輸入和輸出電容器以及一個(gè)外部跨接電容器即可實(shí)現(xiàn)工作。

LTC3250 還具有突發(fā)模式操作，這使得 LTC3250 即使在輕負(fù)載條件下也能實(shí)現(xiàn)高效率。輸出電流檢測電路用于檢測所需輸出電流何時(shí)降至約30mA以下。當(dāng)發(fā)生這種情況時(shí)，LTC3250 在一個(gè)周期內(nèi)提供極少量的充電，然后進(jìn)入一種低電流狀態(tài)，直到輸出下降到足以需要另一次突發(fā)充電。電荷泵的這種突發(fā)開關(guān)一直持續(xù)到負(fù)載電流上升到30mA以上，此時(shí)恒頻操作恢復(fù)。在突發(fā)模式操作期間，傳輸?shù)捷敵龅碾娏魇艿絻?nèi)部電路的限制，從而提供大約 10mV 的幾乎固定的輸出紋波P-P.

圖2.鋰離子至1.5V轉(zhuǎn)換器原理圖如圖1所示。

LTC3250 的恒定頻率架構(gòu)不僅提供了一個(gè)低噪聲調(diào)節(jié)輸出，而且還具有比傳統(tǒng)開關(guān)電容器充電泵穩(wěn)壓器更低的輸入噪聲。通過檢測輸出電壓并調(diào)節(jié)每個(gè)周期傳輸?shù)碾姾闪縼韺?shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。這種調(diào)節(jié)方法提供的輸入和輸出紋波比傳統(tǒng)的開關(guān)電容電荷泵低得多。LTC3250 中的電荷轉(zhuǎn)移發(fā)生在一個(gè)恒定的 1.5MHz 頻率下，從而便于濾除輸入和輸出噪聲。傳統(tǒng)的開關(guān)電容電荷泵，例如僅使用突發(fā)模式架構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)的電荷泵，由于它們的工作頻率范圍可以覆蓋幾個(gè)數(shù)量級，因此更難濾波。

LTC3250 具有內(nèi)置的短路電流限制以及過熱保護(hù)功能。在短路條件下，該器件自動(dòng)將輸出電流限制在大約500mA。當(dāng) IC 溫度超過 3250°C 時(shí)，LTC160 關(guān)斷并停止所有充電轉(zhuǎn)移。 在正常工作條件下，該器件不應(yīng)進(jìn)入熱關(guān)斷狀態(tài)，但具有保護(hù)IC免受過高環(huán)境溫度或IC內(nèi)部過度功耗（即過流或短路）影響的功能。一旦結(jié)溫回落到大約150°C，電荷轉(zhuǎn)移將重新激活。 LTC3250 能夠無限期地循環(huán)進(jìn)入和退出熱停機(jī)模式，而不會(huì)發(fā)生閂鎖或損壞，直到故障情況被消除。

SHDN引腳用于實(shí)現(xiàn)低電流關(guān)斷和軟啟動(dòng)。強(qiáng)制 SHDN 引腳為低電平會(huì)使 LTC3250 進(jìn)入停機(jī)模式。關(guān)斷模式禁用所有控制電路，并強(qiáng)制輸出進(jìn)入高阻抗?fàn)顟B(tài)，僅留下幾納安的電源電流。軟啟動(dòng)功能可限制為輸出電容器充電所需的浪涌電流，從而最大限度地減少由IC上電相位引起的輸入電源瞬變。每當(dāng)IC退出關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，就會(huì)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)。

結(jié)論

LTC3250-1.5 非常適合于具有緊湊電路板空間和低噪聲要求的中至低功率降壓型應(yīng)用。它特別適合單節(jié)鋰離子電池和多節(jié)鎳氫/鎳鎘電池供電應(yīng)用。

審核編輯：郭婷