LT1611 点击型号查看芯片规格书
随着便携式电子设计人员不断要求减小元件尺寸，Linear Technology推出了LT1611和LT1613 SOT-23开关稳压器。这些电流模式，恒频器件包含内部36V开关，能够产生400mW至2W的输出功率，采用5引脚SOT-23封装。LT1613具有标准的正反馈引脚，设计用于调节正电压。LT1611具有新颖的反馈方案，可直接调节负输出电压，而无需使用电平移位电路。LT1613和LT1611可以实现升压、单端初级电感变换器(SEPIC)和反相配置。高压开关允许难以实现，但流行的DC/DC转换器功能，如四个电池到5V, 5V到-5V, 5V到-15V或5V到15V，很容易实现。
这两种器件都以1.4MHz的频率开关，允许使用微小的电感和电容器。许多指定用于LT1613和LT1611的组件的高度为2mm或更低，提供了一个低调的解决方案。输入电压范围为1V ~ 10V，静态电流为2mA。在关机模式下，静态电流降至0.5µA。恒频开关产生低幅度输出纹波，这是容易滤波，不像低频纹波典型的脉冲跳频或PFM型转换器。内部补偿电流模式控制提供了良好的瞬态响应。
图1的电路详细介绍了一个升压转换器，从3.3V输入在200mA时提供5V。输入范围从1.5V到4.5V，使电路可以从各种输入源，如2或3节电池，单锂离子电池或3.3V电源。如图2所示，在4.2V输入时，效率达到88%。从3.3V输入到47欧姆负载的启动波形如图3所示;转换器在大约250µs内达到调节。由于使用了内部补偿网络，该器件需要一定的体电容。一个10µF的陶瓷输出电容可以与并联R1的相引线电容一起使用;该电容器通常在10pF-100pF范围内。
图1所示 这个升压转换器将1.5V到4.2V的输入升到5V。它可以从3.3V输入输出250mA
图2 图1升压变换器的效率
图3 升压转换器启动3.3V输入到50欧姆负载
通过改变电阻分压器的值，可以以与图1所示的5V转换器类似的方式产生15V电源。图4描述了转换器。L1的值已更改为10µH，以在更高的输入电压下提供相同的di/dt斜率。转换器在60mA时从5V输入输出15V，效率高达85%，如图5的效率图所示。
图4 这个4单元到15V升压转换器可以从3V输入提供50mA
图5 图4电路的效率
4节电池对DC/DC转换器设计师提出了一个独特的挑战。新电池的电压约为6.5V，高于5V输出，而在使用寿命结束时，电池电压将测量为3.5V，低于5V输出。简单的开关稳压器拓扑结构，如升压或降压，只能增加或减少输入电压，这在这种情况下是行不通的。解决方案是SEPIC。制造这种变换器需要一个双绕组电感或两个单独的电感。图6详细介绍了电路。该应用程序指定了一个Sumida CLS62-150 15µH双电感器，尽管可以使用两个15µH单元。可从3.6V输入产生高达125mA。图7的图表显示了转换器效率，其峰值为77%。5mA至105mA负载阶跃时的瞬态响应如图8所示。转换器在200µs内稳定到最终值，最大扰动在200mV以下。图8中负载下V(OUT)的双迹线实际上是由输出电容C2的ESR引起的1.4MHz的开关纹波。一个更好(更低ESR)的输出电容将减少输出纹波。
图6 这种单端初级电感转换器(SEPIC)从高于或低于5V的输入电压产生5V
图7 图6的SEPIC效率达到77%
图8 5V输入，5mA至105mA负载阶跃时的SEPIC瞬态响应
使用LT1611的反相拓扑可以产生低噪声-5V输出。如图9所示，该电路与上面描述的SEPIC有一些相似之处，但输出与第二个电感串联。这导致了一个非常低的噪声输出。该电路可以从5V输入输出高达150mA的-5V，或从3V输入输出高达100mA。如图10所示，效率在75%时达到峰值。图11显示了启动波形。在启动过程中，开关电流增加到大约1A。在此电流下，Sumida单元的电感减小，导致图11的开关电流迹线中纹波电流明显增大。在电路达到调节后，纹波电流减少了大约两倍。100mA负载下的开关波形如图12所示。输出电压纹波是由电感的纹波电流乘以输出电容ESR引起的。
图9 该逆变转换器在150mA时从5V输入输出-5V
图10 5V至-5V逆变变换器效率达到76%
图11 5V到-5V逆变转换器启动成47欧姆负载
图12 负载100mA时逆变变换器的开关波形
虽然图12所示的20mV(P-P)纹波很低，但通过明智的元件选择可以显著改善。图13详细说明了相同的5到-5V转换器功能，具有更好的输出电容。现在，输出纹波测量仅为4mV(P-P)。此外，通过添加相引电容C5改善了瞬态响应。图14描述了25mA至125mA负载阶跃的负载瞬态响应。最大扰动在30mV以下，转换器在大约250µs内达到最终值。
图13 低噪声逆变器;元件选择和前馈电容C5将噪声降低到4mV(P-P)
图14 在25mA ~ 125mA负载阶跃范围内，低噪声逆变器的瞬态响应小于30mV。稳态输出纹波为4mV(P-P)
注意图9和图13是如何绘制的很重要。D1的阴极在连接到接地平面之前返回到LT1611的GND引脚。这种连接结合了开关和二极管的电流，它们在交替的相位上传导。这两种电流的总和等于一个没有突变的电流，从而使地平面上的几纳米电感引起的di/dt感应电压最小化。然后将这个总和电流沉积到接地面上。如果不遵循这种技术，100mV尖峰可能出现在转换器输出(我从经验说:我的前几个面包板有这个问题)。
许多系统，如个人电脑，都有12V电源可用。虽然LT1611的V(IN)引脚最大电压为10V，但36V开关允许12V电源用于电感，而LT1611的V(IN)引脚仍然从5V驱动，如图13所示。通过这种方式可以获得更大的输出功率，如图15的效率图所示。
图15 12V电源在L1A提高效率到81%，输出电流到350mA
一个-10V的低噪声输出可以用与上面描述的-5V电路类似的方式产生。图16的电路可以在高达60mA的情况下从3.6V输入输出-10V。效率(如图17所示)高达78%。
图16 4单元到-10V逆变转换器从4V输入提供75mA
图17 4电池到-10V转换器效率
与带有一个大型开关稳压器和一个定制变压器的多输出反激设计相比，在多电源应用中单独控制输出的灵活性可以使多个LT1611/LT1613转换器具有吸引力。改变多输出反激电路的输出电压需要改变变压器的匝数比，这很难是一个简单的任务。相反，使用多个LT1611/LT1613方法对每个输出进行单独控制，可以完全控制每个输出电压以及电源排序。LT1611和LT1613 SOT-23开关为狭小空间的发电需求提供了小而低噪音的解决方案。
