LTC3409是一款單片同步降壓穩(wěn)壓器，專為節(jié)省空間，延長電池壽命和簡化2電池堿性，NiCd和NiMH供電應(yīng)用的設(shè)計而設(shè)計。它可以在1.6到5.5V的寬輸入電壓范圍內(nèi)工作，沒有競爭對手需要升壓電路來產(chǎn)生大于V(IN)的內(nèi)部電壓的復(fù)雜性和伴隨的效率損失。

節(jié)省空間的特點包括可用的3mm × 3mm DFN封裝和1MHz至3MHz的高工作頻率，允許使用表面貼裝電容器和電感器。為了延長電池壽命，LTC3409提供了兩種工作模式，提高了輕負載效率，包括突發(fā)模式工作，在空載時僅消耗65μA的電源電流，以及脈沖跳變模式，為噪聲敏感應(yīng)用提供低紋波電流。兩種模式在關(guān)機時的靜態(tài)電流均小于1μA。

LTC3409還具有軟啟動功能，可限制啟動時的浪涌電流。

特性

軟啟動

為了減少啟動時的浪涌電流，LTC3409提供了軟啟動功能，該功能在大約1ms內(nèi)線性增加輸出電壓。例如，軟啟動期間將10μF輸出電容在1ms內(nèi)充電至1.8V所需的平均輸出電流為18mA?？傒敵鲭娏魇禽敵鲭娙莩潆婋娏骱蚔(OUT)上升時傳遞給負載的電流的總和。

開關(guān)頻率同步

除了1.7MHz和2.6MHz的固定頻率外，LTC3409還提供了一個內(nèi)部補償鎖相環(huán)(PLL)，用于從1MHz到3MHz的頻率同步切換。這種高頻率范圍允許使用表面貼裝電容器和電感器。

同步引腳有三種狀態(tài):高，LTC3409工作在固定的2.6MHz開關(guān)頻率;低，其中LTC3409工作在固定的1.7MHz開關(guān)頻率;或作為鎖相環(huán)的輸入，當同步引腳以至少1MHz的頻率切換大于100μs時。鎖相環(huán)輸入的SYNC引腳閾值名義上為0.63V，因此允許兼容低壓邏輯接口。

提高效率的運營模式

Mode引腳具有兩種狀態(tài)，對應(yīng)于兩種工作模式，以提高輕負載時的效率:高用于脈沖跳變模式，低用于突發(fā)模式操作。在脈沖跳變模式下，恒頻工作在較低的負載電流下保持，以減少輸出電壓紋波，從而減少干擾音頻電路的機會。如果負載電流足夠低，則最終發(fā)生周期跳變以維持調(diào)節(jié)。在輕負載下，脈沖跳變模式的效率比突發(fā)模式工作效率差，但當輸出負載超過50mA時，效率可與之媲美(見圖1 &2)．

在突發(fā)模式下，內(nèi)部功率mosfet根據(jù)負載需求間歇工作。正常開關(guān)的短突發(fā)周期之后是較長的空閑周期，其中負載電流由輸出電容器提供。在空閑期間，功率mosfet和任何不需要的電路被關(guān)閉，將靜態(tài)電流降低到65μA。在空載時，輸出電容通過反饋電阻緩慢放電，導(dǎo)致頻率極低的突發(fā)周期，僅增加幾μa的電源電流。突發(fā)模式操作在低輸出電流下比脈沖跳過模式提供更高的效率，但當激活時，突發(fā)模式操作比脈沖跳過模式產(chǎn)生更高的輸出紋波。

輸出電壓可編程性

LTC3409輸出電壓由兩個電阻器外部編程，可達到高于0.613V內(nèi)部參考電壓的任何值，并且能夠100%占空比。在dropout中，輸出電壓由輸入電壓減去內(nèi)部p溝道MOSFET的壓降和電感電阻決定。

故障保護

LTC3409可防止輸出過壓、輸出短路和功率過耗散。當檢測到輸出過壓(高于標稱電壓10%)時，頂部MOSFET關(guān)斷，直到故障消除。如果輸出短路到地，同步開關(guān)中的反向電流被監(jiān)控，以防止電感電流失控。如果同步開關(guān)電流過高，則頂部MOSFET保持斷開狀態(tài)，直到同步開關(guān)電流降至正常水平。

當結(jié)溫達到約160°C時，熱保護電路關(guān)閉功率mosfet，使部件冷卻。當模具溫度降至150℃時，恢復(fù)正常工作。

使用陶瓷電容器的1.5V/600mA降壓穩(wěn)壓器

圖3顯示了LTC3409使用陶瓷電容器的應(yīng)用。這種特殊的設(shè)計在1.5V電壓下提供高達600mA的負載，輸入電源在1.8V到3.1V之間。陶瓷電容器具有體積小，等效串聯(lián)電阻(ESR)低的優(yōu)點，可以在輸入和輸出處實現(xiàn)非常低的紋波電壓。由于LTC3409的控制回路不依賴于輸出電容的ESR來穩(wěn)定運行，因此陶瓷電容可以實現(xiàn)非常低的輸出紋波和小電路尺寸。圖4和圖5顯示了LTC3409在脈沖跳過模式和突發(fā)模式下對50mA至600mA負載步長的瞬態(tài)響應(yīng)。

效率的考慮

圖1顯示了LTC3409(啟用突發(fā)模式操作)在各種電源電壓下的效率曲線。突發(fā)模式操作顯著降低了靜態(tài)電流，即使在極輕的負載下也能實現(xiàn)高效率。圖2顯示了LTC3409在各種電源電壓下的效率曲線(啟用了脈沖跳變模式)。脈沖跳變模式在較低負載電流下保持恒頻運行。這必然會增加?xùn)艠O電荷損耗和開關(guān)損耗，從而影響輕負載時的效率。效率仍然可以與更高負載下的突發(fā)模式操作相媲美。

結(jié)論

LTC3409工作在1.6V至5.5V的寬輸入范圍內(nèi)，這使得它可以從各種電源工作，從5V交流墻壁適配器到兩個系列堿性電池。這種靈活的器件采用3mm × 3mm DFN封裝，包括許多功能，可延長電池壽命并節(jié)省空間。