David Salerno

現代手持式儀器、便攜式醫療設備和消費電子產品需要多種電源軌用于內部處理器、存儲器、音頻和彩色顯示器。這些設備的常用電池技術包括單節或多節堿性電池、鎳氫電池或鋰聚電池/鋰離子電池。從 USB 端口或墻上適配器操作是另一個常見特征。可更換堿性電池對于沒有電源或時間為電池充電的偏遠地區和便攜式醫療設備特別有吸引力。挑戰在于為這些寬VIN范圍、多輸出應用創建緊湊高效的電源解決方案。LTC?3100 多通道 DC/DC 轉換器使應對這一挑戰變得更加容易。

LTC?3100 是一款高效率、1.5MHz 多通道 DC/DC 轉換器，采用緊湊的 3mm × 3mm × 0.75mm QFN 封裝。該器件具有一個同步升壓 DC/DC 轉換器、一個同步降壓 DC/DC 轉換器和一個 100mA 低壓差線性穩壓器 （LDO）。

升壓和降壓轉換器可以獨立于不同源、同一源或級聯以創建降壓-升壓轉換器。內部環路補償簡化了設計，并最大限度地減少了外部元件數量和解決方案尺寸。每個轉換器都有一個電源良好指示器，可用于電壓排序。升壓轉換器提供高達 95% 的效率，并具有真正的輸出斷開、700mA 的最小電流限制，并且可以在低至 700mV 的輸入電壓下啟動，使其成為單節堿性或 NiMH 電池應用的理想選擇。降壓轉換器提供高達 94% 的效率，可在 250.1V 至 8.5V 的輸入電壓下提供 25mA 或更高的電流。兩款轉換器均具有自動突發模式操作功能，可在輕負載條件下實現高效率。對于低噪聲應用，可通過將 MODE 引腳接地來禁用突發模式操作。100mA LDO的輸入在內部連接到升壓輸出，可用于產生第三個低噪聲輸出。它還可用于升壓輸出電壓的電壓排序。?

圖 1 所示電路利用了 LTC3100 采用獨立輸入電源工作的能力，以產生多個輸出，而不管哪個電源可用。在本例中，升壓轉換器從單節或雙節輸入電壓產生穩定的3.3V輸出。降壓轉換器采用 5V USB 或墻上適配器輸入供電，也可產生 3.3V 電壓，其輸出外部連接到升壓輸出。

圖1.多輸入源3.3V和1.8V轉換器。

通過保持 MODE 引腳開路，LTC3100 的自動突發模式操作功能得以啟用，從而最大限度地延長了輕負載條件下的電池壽命。當USB或墻上適配器電源可用時，降壓轉換器自動使能，并產生3.3V輸出，設置的輸出比升壓轉換器高3.8%。這使升壓轉換器進入睡眠模式，將電池負載降低到僅幾微安。結果是3.3V輸出，從電池電源無縫轉換到USB電源，同時最大限度地延長電池壽命。USB 輸入上的二極管可防止 3.3V 輸出（使用電池工作時）的任何反向電流在 USB 輸入開路或接地時返回到 USB 輸入。圖2顯示了采用各種輸入源的轉換器效率與負載的關系，說明了寬負載范圍內的高效率。LTC3100 中的 LDO （其輸入在內部連接至升壓輸出）提供了第二個穩壓輸出 （在本例中設置為設置為 1.8V）。

圖2.圖1所示電路的轉換器效率。

由于降壓型轉換器的輸入可來自升壓輸出，因此 LTC3100 可用作一款超低電壓降壓-升壓型轉換器，從而從單節堿性或 NiMH 電池提供穩定的 1.2V 輸出。如圖 3 所示，其中 LTC3100 通過升壓 V 從單節電池輸入 （其電壓可能高于或低于 1.2V） 產生兩個穩壓輸出在最高可達 3.5V，然后使用降壓和 LDO 調節至 1.2V 和 3.3V。在本例中，電源良好輸出和LDO用于提供電壓排序，因此1.2V內核電源在3.3V I/O電源之前出現，如圖4示波器照片所示。LDO還為3.3V輸出提供額外的噪聲濾波和紋波抑制，保證敏感模擬電路的低噪聲輸出，即使轉換器處于突發模式操作。

圖3.具有電壓排序功能的單節雙輸出轉換器。

圖4.圖3所示電路輸出電壓的電壓排序。

結論

LTC?3100 是一款高效率、多通道轉換器，可采用寬范圍電壓源運作。LTC3100 具有用于每個轉換器的獨立輸入電壓、電源良好輸出和一個 LDO 使得 LTC<> 成為一款小型、高度集成和靈活的解決方案，適用于許多要求苛刻的應用。

審核編輯：郭婷