采用全陶瓷电容器的1.8V/600mA降压型稳压器

描述

LTC3406、LTC3406-1.5、LTC3406-1.8、LTC3406B、LTC3406B1.5 和 LTC3406B-1.8 是业界首款单片式同步降压型稳压器,能够在 600mm 扁平的 ThinSOT 封装中提供 1mA 的输出电流。这些设备旨在节省空间并提高电池供电便携式设备的效率。LTC3406 系列采用突发模式操作以提高轻负载条件下的效率,在无负载时仅消耗 20μA 的电源电流。对于噪声敏感型应用,LTC3406B 系列可停用突发模式操作,并在轻负载条件下以脉冲跳跃模式工作。在停机模式中,两者的静态电流消耗均小于 1μA。

节省空间

LTC3406 / LTC3406B 系列的所有功能都旨在使电源纤巧而高效。整个稳压器可以安装在 5mm × 7mm 电路板空间中。这些器件是采用恒定频率、电流模式架构的高效单芯片同步降压稳压器。其片内功率 MOSFET 提供高达 600mA 的连续输出电流。其内部同步开关可提高效率,无需外部肖特基二极管。内部环路补偿消除了额外的外部元件。

多才多艺

这些器件具有 2.5V 至 5.5V 的通用输入电压范围,非常适合单节锂离子电池或 3 节 NiCd 和 NiMH 应用。低压差的 100% 占空比能力允许从电池中提取最大能量。在压差条件下,输出电压由输入电压减去内部P沟道MOSFET两端的压降和电感电阻决定。固定电压输出版本(提供 1.5V 和 1.8V)无需外部分压器进行反馈,进一步节省空间并提高效率。可调电压输出版本 — LTC3406 和 LTC3406B — 允许利用两个电阻器在外部设置输出电压,以设定高于 0.6V 内部基准电压的任何值。

故障保护

LTC3406 和 LTC3406B 针对输出过压、输出短路和功率过耗散情况提供保护。当检测到输出端的过压情况(高于标称值 >6.25%)时,顶部 MOSFET 关断,直到故障消除。当输出短路至地时,振荡器的频率减慢至210kHz,以防止电感电流失控。当V时频率恢复到1.5MHzFB允许上升至0.6V。当存在功率过耗散条件且结温达到约160°C时,热保护电路关断功率MOSFET,从而使器件冷却。当温度降至150°C时,恢复正常运行。

高效的突发模式操作 (LTC3406 系列)

在突发模式操作中,内部功率 MOSFET 根据负载需求间歇性工作。正常开关的短突发周期之后是较长的空闲周期,其中负载电流由输出电容器提供。在空闲期间,功率 MOSFET 和任何不需要的电路被关断,从而将静态电流减小至 19μA。空载时,输出电容通过反馈电阻缓慢放电,导致极低频率突发周期,仅增加几微安的电源电流。

用于低噪声的脉冲跳跃模式 (LTC3406B 系列)

脉冲跳跃模式可降低输出纹波,从而减少对音频电路的可能干扰。在脉冲跳跃模式下,在较低的负载电流下保持恒定频率操作,以降低输出电压纹波。如果负载电流足够低,最终会发生周期跳跃以维持稳压。在轻负载下,脉冲跳跃模式下的效率低于突发模式操作,但当输出负载超过50mA时,与突发模式操作相当。

采用全陶瓷电容器的1.8V/600mA降压型稳压器

图 1 示出了 LTC3406 / LTC3406B-1.8 在全采用陶瓷电容器时的应用。这种特殊的设计可在 600.1V 时提供 8mA 负载,输入电源介于 2.5V 至 5.5V 之间。陶瓷电容器具有小尺寸和低等效串联电阻(ESR)的优点,使得输入和输出的纹波电压非常低。对于给定的封装尺寸或电容值,陶瓷电容器的ESR低于其他大容量、低ESR电容器类型(包括钽电容器、铝和有机电解电容器)。由于 LTC3406 / LTC3406B 的控制环路不依赖于输出电容器的 ESR 来实现稳定操作,因此陶瓷电容器可用于实现非常低的输出纹波和小电路尺寸。图 2 和图 3 分别显示了 LTC50-600.3406 和 LTC1B-8.3406 对 1mA 至 8mA 负载阶跃的瞬态响应。

电源

图1.采用全陶瓷电容器的1.8V/600mA降压型稳压器。

电源

图2.LTC3406-1.8 对一个 50mA 至 600mA 负载阶跃的瞬态响应。

电源

图3.LTC3406B-1.8 对一个 50mA 至 600mA 负载阶跃的瞬态响应。

效率考虑因素

图 4 示出了 LTC3406-1.8 (使能突发模式操作) 在不同电源电压下的效率曲线。突发模式操作可显著降低静态电流,即使在极轻负载下也能实现高效率。

电源

图4.效率与负载电流的关系 LTC3406-1.8.

图 5 显示了 LTC3406B-1.8 (使能脉冲跳跃模式) 在不同电源电压下的效率曲线。脉冲跳跃模式可在较低负载电流下保持恒定频率操作。这必然会增加栅极电荷损耗和开关损耗,从而影响轻负载时的效率。在较高负载下,效率仍可与突发模式操作相媲美。

电源

图5.效率与负载电流的关系 LTC3406B-1.8.

审核编辑:郭婷

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