LTC3649降壓型穩(wěn)壓器的性能及設計應用

引言

LTC3649 是一款高效率、同步、單片式降壓型穩(wěn)壓器，在芯片內(nèi)集成了上管和下管 N 溝道 MOSFET。該穩(wěn)壓器具有一個 3.1V 至 60V 的寬輸入電壓范圍，和一個 0V 至 (VIN – 0.5V) 的寬輸出電壓范圍。這種極寬的工作電壓范圍使 LTC3649 于工業(yè)、醫(yī)療和運輸應用特別富有吸引力，此類應用的電源軌電壓在電壓瞬變過程中會低于 5V 或高于 40V。LTC3649 的輸入電壓范圍還涵蓋了已投入大規(guī)模生產(chǎn)并被廣泛接受的 12V 和 24V 太陽能電池板，在這里，它用作替代能源系統(tǒng)中的下游轉(zhuǎn)換器。

與大多數(shù) DC/DC 控制器和穩(wěn)壓器截然不同的是，LTC3649 的輸出電壓可利用單個電阻或其內(nèi)部誤差放大器的基準進行設置。另外，它還具有一個電流監(jiān)視輸出 IMON。LTC3649 獨特的特性組合在電源適配器和便攜式電腦系統(tǒng)中開辟了有趣的應用。

電路描述和功能

圖 1 示出了一款 5V 輸出電源。該電路處于占板面積極小的高電壓降壓型 DC/DC LTC3649 的中心。輸入電壓擴展至高達 60V，且輸出被設定至 5V/4A。僅需少量的附加組件即可構成完整的解決方案，包括電感器 L1 和幾個無源組件。

圖 1：LTC3649 降壓型轉(zhuǎn)換器從高達 60V 的輸入提供 5V/4A 輸出

反饋環(huán)路可利用從 ITH 引腳引出的外部組件或由內(nèi)部補償來完成。如果采用其內(nèi)部環(huán)路補償，則 ITH 引腳應通過任選電阻器 RITH 連接至 INTVCC。輸出電壓由電阻器 RST 設定。盡管轉(zhuǎn)換器的尺寸小并集成了開關 MOSFET，但效率可達到 95%，如圖 2 所示。

圖 2：圖 1所示電路之效率與負載和輸入電壓的關系

圖 3 示出了一款存在電纜壓降 (由遠端負載引起) 之應用電路的 LTC3649。對那些在長電源電纜中沒有額外遠端采樣導線的系統(tǒng)中，可以運用該方法。該電路利用了電流監(jiān)視端子 IMON 以及采用一個外部電阻設定輸出電壓的能力。

圖3：LTC3649 能夠為長 PCB 走線提供電纜壓降補償

在該例中，兩個 0.1Ω 電阻器模擬一根長電纜中的電源導線阻抗。電阻器 RC1 和 RC2 負責設定電壓基準，并由兩個電流源饋電：從引腳 ISET (一個恒定的 50μA)，和從引腳 IMON (一個與輸出電流成比例的電流)。負載電流的增加使 V_TERM 輸出端上的電壓按比例地改變，但是電纜末端上的負載電壓則保持不變，如圖 4 所示。對于遠端采樣可以采用一種相似的方法。詳情請見 LTC3649 產(chǎn)品手冊。

圖 4：電纜壓降工作負載曲線

結論

LTC3649 是一款高度集成的高性能降壓型穩(wěn)壓器，它擁有的輸入和輸出范圍使其能夠滿足工業(yè)測試與測量和運輸應用的要求，以及調(diào)節(jié)太陽能電池板和便攜式設備。