1.2MHz ThinSOT升壓轉換器采用單節電池供電節省電路板空間

許多便攜式手持電子設備需要小型、高效率的電源轉換器解決方案，以延長充電周期或電池更換之間的時間。凌力爾特的新型 LTC3400 系列產品通過在 3mm × 3mm × ThinSOT 封裝中集成一個固定頻率、內部補償、同步升壓型轉換器來滿足這一需求。1.1MHz 開關頻率和內置特性最大限度地減小了解決方案的占板面積，并允許使用纖巧、扁平的電感器和陶瓷電容器。

采用 ThinSOT 封裝和少量外部元件，一個完整的 90% 效率單節電池至 3.3V/150mA 轉換器僅占用 7mm × 9mm 寶貴的電路板空間。兩節電池的效率可高達93%，該解決方案占用的電路板空間最小。外部低電流肖特基二極管雖然不是必需的，但將最大限度地提高效率。

LTC3400 采用一個低于 1V 的輸入電壓工作，并能提供 2.5V 至 5V 范圍內的輸出電壓。一旦啟動，LTC3400 將繼續在一個低至 0.5V 的輸入電壓下工作，唯一的限制是輸入電源能夠提供足夠的電源。該特性免除了增設大型輸入旁路電容器的需要，從而節省了電路板空間和成本。參考圖 1，LTC3400 利用額定值為 0.35Ω （N） 和 0.45Ω （P） 的低柵極充電內部開關實現了其高效率。在整個工作溫度范圍內，開關電流限值保證大于 600mA，單節 AA 電池輸入可實現 0.5W 的輸出功率，兩節電池的輸出功率為 1W。電流模式控制可提供出色的輸入線路和輸出負載瞬態響應。斜率補償與電路一起內置，無論輸入電壓如何，都能保持恒定的電流限制閾值。內部反饋環路補償消除了對外部元件的需求，從而降低了總體成本并簡化了設計過程。

圖1.LTC3400 框圖

突發模式?工作模式僅在需要將輸出電壓保持在調節帶內時使電源轉換器循環打開，從而提高了輕負載下的轉換器效率。一旦輸出電壓處于穩壓狀態，轉換器將切換到睡眠狀態，從而顯著降低柵極電荷損耗和靜態電流。LTC3400 包括突發模式功能，而 LTC3400B 則沒有，因而選擇在較輕的負載條件下保持固定頻率操作。采用突發模式操作時，LTC3400 僅消耗 19μA 的靜態電流。除了這個微小的差異之外，LTC3400 和 LTC3400B 是相同的。關斷輸入可采用高于任一 V 的標準 CMOS 邏輯驅動在或 V外（最大6V），遲滯為250mV。停機模式中的靜態電源電流為 <1μA。停機遲滯允許簡單的阻性上拉至 V在用于連續運行。

單節電池至3.3V、500mW轉換器，采用7 × 9mm

圖2所示電路將單節電池輸入轉換為3.3V，同時占用最小的電路板空間。本設計采用微型陶瓷輸入和輸出電容器。最大輸出電流為150mA。效率與負載電流的關系如圖3所示。40mA至100mA負載階躍響應如圖4所示示波器照片所示。從突發模式操作到固定頻率操作的轉換如圖5所示。請注意，使用突發模式操作的峰峰值紋波電壓仍小于1%。該電路還可與2節電池輸入配合使用，提供高達1W的輸出功率。2節電池輸入將效率提高了幾點（圖3），這主要是由于所需的輸入電流較低。

圖2.單節電池至3.3V同步升壓轉換器。

圖3.圖2電路的效率與負載電流的關系

圖4.圖40電路的100mA至2mA負載階躍響應。

圖5.圖2電路的固定頻率和突發模式操作。

鋰離子至5V、1.6W高效轉換器

某些類型的便攜式設備仍然需要5V電源，通常功率水平較低。以最小的成本和電路板空間開發這種電壓是有利的，但不是以犧牲良好的效率為代價。圖6所示電路是一個完整的5V、300mA電源轉換器，峰值效率為93%（圖7）。圖6所示電路采用單節鋰離子電池供電，在約90mA至30mA的負載范圍內提供240%或更高的效率。與前面的電路一樣，采用陶瓷輸入和輸出電容器?？偘迕娣e僅為8mm×9mm。建議為該電路使用小型、廉價的肖特基整流器，因為它可將效率提高約2%至3%。該電路與固定3.3V輸入配合使用同樣適用于需要廉價、高效5V電源的點調節應用。

圖6.單節鋰電池至5V、300mA轉換器。

圖7.圖6電路的效率與負載電流的關系

組件選擇

LTC3400 僅需幾個外部組件即可構建各種低電壓、低功率轉換器。正確選擇這些組件將確保最佳性能。最重要的元件是電感器。一些制造商提供了適合與 LTC3400 配合使用的電感器 （參見表 1）。選擇這些是因為它們的性能特點、小尺寸和低成本。X5R 陶瓷 V在和 V外建議將旁路電容器與 LTC3400 配合使用。一個簡單的分壓器程序V外:

最后，可以在同步整流器上增加一個可選的肖特基二極管，以最大限度地提高效率。

結論

采用 ThinSOT 封裝的 LTC3400 和 LTC3400B 可產生非常緊湊、高效率的電源轉換器。保證單節電池操作。在不犧牲性能的情況下，將外部元件數量降至最低。

審核編輯：郭婷