0.25英寸(2)× 1.8毫米双输出转换器的锂离子3.3V和1.8V

元器件信息   2024-07-30 16:49   221   0  

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四分之一平方英寸。这是一个完整的锂离子到双输出,降压和降压升压转换器所需的所有面积。图1显示了LTC3522实现的紧凑型双输出转换器,这是一个完整的、高效率的双轨电源解决方案,采用3mm × 3mm QFN。如图所示,只需要几个外部组件,并且它们都可以很低(≤1mm) -即使是最紧凑的便携式电子设备,也可以完美地满足苛刻的空间要求。

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图1所示 buck -boost和buck转换器占用不到0.25in(2)的电路板空间。

LTC3522将单片降压-升压转换器和同步降压转换器集成在一个0.75m × 3mm × 3mm 16引脚QFN中。软启动和反馈环路补偿电路包括在集成电路中。双转换器的整个应用电路只需要集成电路、电感、旁路电容器和反馈电阻分压器。两种变换器在满负载阶跃下保持低瞬态电压偏差,即使使用小陶瓷输出电容。这些特点导致了如图2所示的简单应用电路和如图1所示的小于0.25平方英寸的总PCB面积。LTC3522具有1.1MHz的固定内部开关频率,允许使用低规格电容器和电感器,从而使总应用高度仅为1mm。

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图2 锂离子到3.3V在300mA和1.8V在200mA。

虽然只需要一个电感,但LTC3522能够在输入电压高于、低于或等于输出电压的情况下进行高效率的固定频率工作。buck-boost转换器采用专有的切换算法,在buck和boost功能模式之间提供无缝转换,同时最大限度地提高转换效率。buck-boost输出电压可以设置低至2.2V或高至5.25V。具有3.3V输出,buck-boost转换器能够在2.4V至5.5V的整个输入电压范围内提供300mA的负载电流。当使用最低电压为3V的标准锂离子电池供电时,可支持400mA的负载。

LTC3522降压转换器具有内部补偿的电流模式控制,确保在大范围的输出电容值范围内快速瞬态响应。buck变换器在整个输入电压范围内可提供高达200mA的负载电流,其输出电压可低至0.6V。降压变换器平稳过渡到100%占空比操作,以延长电池寿命在低差操作。

尽管体积很小,LTC3522每个转换器的效率高达95%,并结合了各种有用的功能。这两种变换器都包括一个内部闭环软启动,以确保可靠的输出电压上升时间,独立于低电压和输出电容值。此外,每个转换器都有自己的开漏电源-良好指示器,允许欠压故障检测和顺序启动。每个转换器可以独立启用。当两个变换器都关闭时,总电源电流降低到1μA以下。

效率

图3显示了图2电路中每个变换器的效率。buck-boost变换器的峰值效率为95%,而buck变换器的峰值效率为94%。在PWM模式下,两个变换器在30mA以上的所有负载电流下效率都大于90%。

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图3 效率与负载电流的关系。

引脚可选突发模式 操作提高了轻负载电流下的效率。在突发模式下,当两个转换器都使能时,总静态电流降至仅25μA。在噪声敏感的应用中,通过将PWM引脚连接到V(In),两个转换器都可以强制进入低噪声,固定频率的PWM操作。或者,PWM引脚可以在应用程序中动态驱动,以在关键操作阶段提供低噪声性能。

供应测序

许多双电源应用要求供电轨道按特定顺序上电。一个常见的例子是微处理器,在外围电源为输出引脚驱动器供电之前,核心电源电压必须上升并处于调节状态。这确保了核心逻辑在输出变为活动之前起作用,从而防止了上电期间输出的不稳定波动。

LTC3522对每个转换器都有一个独立的电源输出。这允许两个输出电压按任意顺序排序,而不需要任何额外的外部组件。图5显示了一个时序LTC3522应用电路,它等待1.8V降压输出轨达到调节,然后使降压-升压转换器为3.0V输出轨供电。这是通过简单地连接SHDN1引脚到降压电源-良好输出,PGOOD2。由于外部使能信号保持低电平,两个转换器都被禁用。当外部使能高时,降压转换器立即使能。降压-升压变换器保持禁用状态,直到PGOOD2变高,表明降压变换器已达到调节。

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图4 交变负载阶跃响应。

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图5 顺序上电应用程序。

反应器的性能

在PWM模式下,两个转换器从一个共同的1.1Mhz振荡器同步工作。这最大限度地减少了两个转换器之间的相互作用,以便一个转换器输出上的负载步长对相反输出的影响很小。例如,图4显示了在降压通道上施加20mA至200mA负载步长,在降压通道上施加0mA至300mA负载步长时的输出电压。在这种情况下,即使在每个转换器上都有4.7μF的小输出电容,通道之间的相互作用也是最小的。

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图6 时序上电波形。

结论

LTC3522提供了一个完整的、有序的双轨电源解决方案,占地面积小。其高效率和卓越的性能使LTC3522非常适合即使是最苛刻的便携式应用。


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