采用高集成度的LT3759寬輸入電壓應(yīng)用方案

引言

當(dāng)今的許多電子設(shè)備都需要一個(gè)負(fù)輸出或正輸出轉(zhuǎn)換器，有時(shí)則是兩者均需要。另外，它們還必需采用各種電源運(yùn)作，包括 USB、墻上適配器、堿性電池和鋰電池等。為了從可變輸入電壓產(chǎn)生不同極性的輸出，電源設(shè)計(jì)師常常采用多種穩(wěn)壓器 IC，因而導(dǎo)致庫存元器件品種的增加。

LT3759 可在 1.6V 至 42V 的輸入電壓范圍內(nèi)工作，并采用同一個(gè)反饋引腳來控制正輸出或負(fù)輸出，從而縮減了庫存清單并簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)。該器件還將許多受歡迎的功能 (例如：軟起動(dòng)、可調(diào)頻率和同步) 整合在小巧的占板面積之內(nèi)。LT3759 采用 5mm x 4mm 12引腳 MSE 封裝，并可在多種配置中使用，例如：升壓、SEPIC、反激式和 Cuk 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

寬輸入電壓范圍和內(nèi)部 LDO

LT3759 的寬輸入范圍簡(jiǎn)化了那些必須與眾多輸入電源相兼容的電源設(shè)計(jì)。由于 LT3759 包含兩個(gè)分別由VIN 和 DRIVE 引腳供電的內(nèi)部低壓差 (LDO) 電壓穩(wěn)壓器，因此無需增設(shè)外部穩(wěn)壓器或采用一種緩慢充電遲滯起動(dòng)方案，從而實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的啟動(dòng)和偏置。LT3759的內(nèi)部 INTVCC 電流限制功能電路可防止 IC 產(chǎn)生過大的片內(nèi)功率耗散。

圖 1：SEPIC 轉(zhuǎn)換器可從 2.5V 至 15V 輸入產(chǎn)生 12V 輸出

輸出電壓的檢測(cè)變得容易

LT3759 采用了一種新穎的 FBX 引腳架構(gòu)，該架構(gòu)可簡(jiǎn)化負(fù)輸出和正輸出轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)。它包含兩個(gè)內(nèi)部誤差放大器 (一個(gè)檢測(cè)正輸出，而另一個(gè)則檢測(cè)負(fù)輸出)，并允許 FBX 引腳從一個(gè)正輸出或負(fù)輸出直接連接至分壓器，從而消除了與正輸出或負(fù)輸出檢測(cè)有關(guān)的任何困惑，并簡(jiǎn)化了電路板布局。您只需確定輸出極性和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其余的工作都可交給 LT3759 完成。

可調(diào) / 可同步開關(guān)頻率

轉(zhuǎn)換器通常需要以某一特定的頻率運(yùn)作，特別是在RF 通信產(chǎn)品應(yīng)用中，它對(duì)某些頻段內(nèi)的頻譜噪聲是很敏感。而且，如果可供安放轉(zhuǎn)換器的面積受限，那么以較高的頻率工作還能允許使用尺寸較小的組件，從而減小所需的板級(jí)空間和輸出紋波。假如功率損耗是一項(xiàng)關(guān)注的指標(biāo)，則以一個(gè)較低的頻率執(zhí)行開關(guān)操作可降低開關(guān)損耗，從而改善效率。開關(guān)頻率的范圍為 100kHz 至 1MHz，可利用連接在 RT 引腳和地之間的單電阻器設(shè)定。此外，該器件也可通過 SYNC 引腳同步至一個(gè)外部時(shí)鐘。

精準(zhǔn)型 UVLO 和軟起動(dòng)

通過采用一個(gè)從 VIN 電源引出的電阻分壓器來驅(qū)動(dòng)UVLO，即可輕松地實(shí)現(xiàn)用于排序或啟動(dòng)過流保護(hù)的輸入電源欠壓閉鎖 (UVLO)。當(dāng) VIN 處于期望的 UVLO上升門限電壓時(shí)，分壓器輸出將在 UVLO 引腳上產(chǎn)生1.22V 電壓。UVLO 引腳具有一個(gè)可調(diào)輸入遲滯，因而允許 IC 在停用轉(zhuǎn)換器之前忽略一個(gè)可設(shè)定的輸入電源壓降。在 UVLO 過程中，IC 被停用，而 VIN 靜態(tài)電流下降至 1μA 或更低。

通過 SS 引腳可使用軟起動(dòng)功能，該功能可以在啟動(dòng)或者從某種故障狀況恢復(fù)時(shí)減小峰值輸入電流，并避免發(fā)生輸出電壓過沖。SS 引腳通過減低開關(guān)峰值電流來抑制浪涌電流。軟起動(dòng)功能以這種方式使輸出電容器能逐步充電至其終值。

圖 2：圖 1 所示轉(zhuǎn)換器的效率

一款 2.5V~15V 至 12V 的 SEPIC 轉(zhuǎn)換器

圖 1 示出了一款采用 LT3759 的 2.5V~15V 輸入、12V/2.5A 輸出 SEPIC 電源。該轉(zhuǎn)換器的典型效率示于圖 2。圖 3 示出了輸出短路過程中的開關(guān)波形。由圖可見，一旦輸出電壓短路至地，開關(guān)頻率將立即折返至正常頻率的三分之一。此特性增強(qiáng)了 Cuk 和SEPIC 轉(zhuǎn)換器對(duì)短路的性能。

圖 3：圖 1 所示轉(zhuǎn)換器的短路過程

一款 1.8V~ 4.5V 至 5V/2A 的升壓型轉(zhuǎn)換器

圖 4 示出了一款采用一個(gè) 4.5V 到低至 1.8V 輸入轉(zhuǎn)換至 5V/2A 輸出的轉(zhuǎn)換器。針對(duì)這種轉(zhuǎn)換器輸出電壓高于輸入電壓的應(yīng)用，LT3759 被配置成一個(gè)升壓型轉(zhuǎn)換器。500kHz 的開關(guān)頻率允許使用小的電感器和輸出電容器。

圖 4：升壓型轉(zhuǎn)換器可從 1.8V~ 4.5V 輸入產(chǎn)生 5V/2A 輸出

結(jié)論

LT3759 是一款通用型 IC，它在一個(gè)纖巧的 5mm x4mm 12 引腳 MSE 封裝內(nèi)集成了一組豐富的獨(dú)特功能。該器件可接受 1.6V 至 42V 的寬輸入電壓范圍，并具有低停機(jī)電流和輕負(fù)載條件下的頻率折返功能。LT3759 非常適合于寬輸入電壓應(yīng)用，從單節(jié)鋰離子電池供電型系統(tǒng)到汽車、工業(yè)和電信電源等。其高集成度可造就一款面向升壓、SEPIC 和負(fù)輸出轉(zhuǎn)換器的簡(jiǎn)單和低組件數(shù)目之解決方案。