LTC1911 点击型号查看芯片规格书
功能不断增加的便携式设备的激增对电源转换电路提出了更高的要求，并继续强调最大限度地延长电池寿命，同时减少电路板的占地面积。新型LTC1911降压DC/DC转换器可帮助设计人员制作极小的转换电路，同时保持延长电池寿命所需的高效率。LTC1911通过在高频下工作节省空间，允许使用微小的低成本陶瓷电容器-不需要电感。LTC1911还采用低规格(1.1mm) MSOP-8封装。图1显示了转换电路可以有多小——一个完整的转换器只需要不到0.08英寸(2)的电路板空间。它的小尺寸和效率使其非常适合于单节锂离子电池以及3节镍氢/镍镉电池供电的应用。
图1所示。对于这个完整的DC/DC转换器来说，空间不是问题。
LTC1911-1.8和LTC1911-1.5是开关电容降压DC/DC转换器，分别在1.8V和1.5V电压下提供250mA输出电流，从单个2.7V到5.5V电源，公差为±4%。为了在整个输入范围内实现高效率，LTC1911采用三种可能的开关电容分数转换模式:2对1、3对2或1对1降压模式。内部电路选择降压转换模式，以优化效率，并确保在输入电源电压和输出负载条件变化时输出稳压。一个单一的输入和输出电容器，以及两个外部飞行电容器是所有需要在所有三种模式下工作。典型的LTC1911效率比线性调节器高出25%以上。
LTC1911还具有突发模式功能，在一个周期内提供最小电量，然后进入低电流状态，直到输出下降到足以需要另一次突发充电。突发模式 操作允许LTC1911即使在轻负载下也能实现高效率。输出电流检测电路用于检测所需输出电流何时降至约30mA以下。当这种情况发生时，振荡器关闭，部件进入低电流工作状态。LTC1911将保持在低电流工作状态，直到输出下降到需要另一个电流爆发。
在传统电荷泵的情况下，在突发周期内交付的电流量是许多因素的函数，如电源电压，开关强度和电容器选择。由于这个原因，传统电荷泵的输出纹波电压在轻负载下变化很大，在最坏的情况下输出几百毫伏的纹波并不罕见。相比之下，LTC1911的突发周期内的电流量是突发阈值的函数，在所有条件下基本上是恒定的。因此，LTC1911的峰对峰输出纹波电压也将基本保持恒定，对于10µF输出电容器，仅为约5mV(P-P)。
低噪声
LTC1911的恒频结构(专利申请中)不仅提供低噪声调节输出，而且比传统的开关电容电荷泵调节器具有更低的输入噪声。调节是通过感应输出电压和调节每周期转移的电荷量来实现的。这种调节方法比传统的开关电容电荷泵提供更低的输入和输出纹波。LTC1911中的电荷转移处于恒定的高频率，使其易于过滤输入和输出噪声。传统的开关电容电荷泵，就像在大多数其他具有突发操作的调节器中使用的那样，很难过滤，因为它们在覆盖几个数量级的频率范围内工作。图2显示了在250mA输出负载下，LTC1911在所有3种开关工作模式下的输出纹波电压。
图2。输出电压纹波。
快速瞬态响应
除了低输出噪声外，LTC1911还提供了出色的瞬态恢复。图3显示了LTC1911从快速(<1µs)近满量程(25mA至250mA)负载瞬态恢复。LTC1911仅在5µs内恢复，几乎没有超调或过调。
图3。输出电流瞬态响应。
短路和热保护
LTC1911具有内置短路限流和过温保护。在短路条件下，该部分自动限制输出电流约600mA。当IC温度超过约160°C时，LTC1911关闭并停止所有电荷转移。在正常工作条件下，该部件不应进入热关闭状态，但该功能包括在环境温度过高或IC内部功耗过大(即过流或短路)的情况下保护IC。一旦结温降回约150°C，电荷转移将重新激活。LTC1911可以无限期地循环进出热关闭，而不会闭锁或损坏，直到故障条件被消除。为了保持LTC1911运行凉爽，IC被安置在热增强的MSOP-8封装中，IC的引线框架连接到地(引脚4)。
软启动和关机操作
SS /SHDN引脚用于实现低电流关机和软启动。在SS/上施加低于0.6V的电压SHDN引脚将使LTC1911进入关闭模式。关闭模式使所有控制电路失效，并迫使输出进入高阻抗状态。在SS/上有2µA的上拉电流SHDN引脚将迫使部分进入主动模式，如果引脚保持浮动或驱动一个开漏输出是在一个高阻抗状态。如果引脚不是用开漏装置或浮动装置驱动，则必须将其强制到2.2V (min)的逻辑高压，以确保适当的输出调节。
传统电荷泵的一个已知问题是，在接通电源期间，为输出电容器充电以调节所需的初始涌流可能会导致输入电源出现不希望出现的瞬态。软启动特性限制了为输出电容充电所需的涌流，从而最大限度地减少了由IC的上电相位引起的输入电源瞬变。为了实现软启动，将一个电容连接到SS/上SHDN销。也可以从SS/连接一个开式排水装置SHDN引脚接地实现关断。一旦开漏装置关闭，2µA的上拉电流将开始对外部软启动电容器充电，并迫使引脚上的电压斜坡到V(IN)。一旦达到关断阈值(0.6V典型)，控制输出调节点的内部参考电压将跟随SS/上的斜坡电压SHDN引脚直到基准达到其最终带隙电压。这种情况发生时，电压上的SS/SHDN引脚达到约1.9V。因为在SS/上的斜坡率SHDN引脚控制输出端的斜坡速率，平均涌流可以通过选择软启动电容(C(SS))和输出电容来控制。例如，SS/上的4.7nF电容器SHDN导致引脚上从0.6V到1.9V的3ms斜坡时间。如果输出电容为10µF，则3ms的输出斜坡时间导致平均输出电容电流仅为6mA，直接转换为6mA的输入电流。图4显示了在漏极开路器件进入高阻抗状态后输出上升的示波器照片。
图4。软启动操作。
应用程序
图5显示了LTC1911-1.8V的应用程序。这里是SS/SHDN引脚已连接到输入电源，从而禁用软启动功能。在这个应用程序中，当电源被应用时，输出将立即出现。该应用程序适合不担心由IC打开引起的输入电源轻微瞬变的用户，并且不需要关闭功能。在这里，关闭是有效地实现通过去除输入电源。
图5。单芯锂离子到1.8V DC/DC转换器。
图6显示了LTC1911-1.5V的应用程序。这里是SS/SHDN引脚连接到软启动电容器和开漏装置。该应用程序允许用户完全访问关机功能以及软启动，以限制电源接通或关机时的涌流。如果用户只希望限制涌流，但不需要该部件的关断功能，则可以省略开漏装置。
图6。具有关断和软启动功能的DC/DC转换器。
结论
LTC1911-1.8和LTC1911-1.5非常适合对电路板空间要求严格的中低功耗降压应用。这些低噪声降压DC/DC转换器可以提供250mA的输出电流，并在2.7V至5.5V的输入电压范围内提供高效的工作。这两个部分都采用了热增强的MSOP-8封装。LTC1911将外部元件保持在最低限度，只需要四到五个廉价的外部电容器，帮助设计人员满足最紧张的空间要求。LTC1911是一个很好的匹配单电池锂离子以及3电池镍氢/镍镉电池供电的应用。
